【电子行业标准(SJ)】 电子管电性能的测试 第４部分：噪声系数的测试方法

中华人民共和国电子工业推荐性部标准电子管电性能的测试
第4部分：噪声系数的测试方法
SJ/Z9010.487
IEC151-4(1963)
Measurements of the electrical properties of electronictubesandvalves
Part4+Methods of measuring noise factor1范围
本文件是以测试噪声系数的现行实践为基础。它并不作为标准性质的推荐文件，因为如果以这些原理为基础的测试结果必须在限定的公差以内比较，对测试方法则需要有更加详细的说明。
2噪声系数和噪声温度的定义免费标准bzxz.net
放大器的噪声系数E用下式表示：F=S/n
式中，s/n，为放大器输人端有效信噪功率比，而s2/nz为放大器输出端有效信噪功率比，这是当信号源的温度为标准温度（290K，时的情况。在“有效信噪功率比”调中的“可用功率”是指在共轭阻抗之间能够转换的功率。
噪声系数F也能用分贝表示为：
F=10logs./n.
噪声温度TE（K）与噪声系数的关系以下式表示：TE=290(F-1)
放大器噪声系数的另一个定义如下：它与上述定义基本原理上并无差异。其定义为下列两项之比：
（1）输人端接到保持在290K的标准温度下的噪声源电阻上时总的有效输出噪声功率，
（2）在总的有效输出噪声功率中仅由噪声源电阻引起的那一部分。中华人民共和国电子工业部1987-09-14批准*1
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只要噪声源阻抗被确定，则放大器的固有噪声也完全被噪声系数所确定。不管所用的定义如何，根据本文件中给出的两种测试方法所筹的数据是一氢的。3概论
利用分散信号源的方法可以在各个电子管上进行噪声测试，噪声源通常是流度限制二极管。这种噪声源在频率达到使渡越时间和引线电感效应变得显著之前遵良好的。现有的二极管是用在几百兆赫的区域内。对于较高的频率，可以使用气体放电管。
设备的大概情况用图1中的方块图形式表示。测试噪卢系数的电子管放在接收系数的第一级。要测试总噪声系数，如果第级的增益做得足够高，以后几级所产生的噪声可以忽略，则所测的噪声系数仅是第一级的噪声系数。如果以后几级会引起显著的噪声，则放大器总的噪声系数表示为：F2-1+F.-1
++GG....Gr-
式中：F=噪声源阻抗与第（r-1）级输出阻抗相等时，第r级的噪声系数。Gr=第r级可用功率增益。
然而在一般实用中，第一级的增益做成高到足以使以后几级的噪声增长小刘可忽略。
此外，第一级的频宽必须宽于以下所有几级的频宽。为了测试噪声系数，方便的办法是将放大器产生的噪声与标准热噪声源产生的噪声进行北较。这个噪声源采用个温度限制二极管：它的噪声输出功率正比于它的阳极电流。
必须知道检波律，以便能使得噪声输人功率准确加倍，或者必须采用某些器件来消除此检波律的效应。在所述的一个方法中，用双噪声源校准器和仪表分路的办法解决了这个问题。
4测试方法
电路可以作细节上的变更，但不能改变测试原理或者电路的精密度，进行任何变化应该保持测试结果所需要的关系。4.1方法A
发生器
放大器
装碱器插入
摄耗3dB
可调增益
放大器
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这个方法要地绘于图1并不带要知道输出指示器特殊的刻度规律。利用一个早在系统中实用的无源半功率衰减器，其中信号电平小到足以避免电路非线性引起的任何误差。这样一种衰减器能够用已知方法校准，而与装置其它部分无关。衰减器中XdB的小误差将会引起噪声系数观察值2XdB的误差。衰减器必须不影响系统的频率响应。
利用这个方法，要求输出指示仅表在任一输出电平上只有一个标记。在噪声二极管断开时，调整仪表的辅助放大器增益将仪表量于某一标记，然后接通二极管，并将衰减器接人电路。二极管阳极电流由变化二极管灯丝电源来调整，直到仪表再次调到同样的标记为止。噪声系数可根据下列公式计算：ZKTIDR
式中，
.-—电子电荷=1.60x10-C
K-波尔兹曼带数1.88×10-J/K
T噪声源电阻的温度（K）
ID—噪声二极管阳极电流（A）
R噪声源电阻值（Q）
在噪声额电阻温度为290K时，上式简化为，（.）以比值表示，F=20IDR
（b）以分贝表示，F=1010g（20lpR）。4。2方送B
分路器
萌贺放大器
发生器
校准器
中频放
检液器
输出表
将第一级的噪声输出与噪声发生器所产生的等量噪声比较来进行测试，即是将噪声发生器的输出调整到使第一级噪声输出加倍为止。其拖要情况如图2所示。输人功率加倍是否会使输出读数准确地加倍，它将完全决定于检波律。为了得到精确的结果，要校准接收机来确定输出的指示，使其与加倍的输入功率相对应。#3
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校准单元包括两个饱和二极管，每一个都有自已的放大系统，系统的输出端接到公共输出端。二极管的噪声输出必须显著地大于放大器的噪声输出，以便后者对接准没有影响。
在测试位置上采用典型的电子管，调节接收机的增益使在输出仪表上给出合适的读数（通常约为刻度一半）。为了校准接收机，将校准单元馈接到中频放大器，并用一个校准的噪声源工作，调节这个噪声源的增益直到输出仪表上得到的读数等于用测试的电子管获得的读数为止。在第二个校准噪声源转换到中频放大器时，也要将噪声源调整到输出仪表上得到同样的读数。这样就使每个噪声源产生等最的噪声，然后将两个噪声源转接创一起，使输人接收机的噪声准确地增加一倍，然后调节跨在输出仪表上的分支电，使仪表的偏转与每一个噪声源分开加上时所得到的数值准确地相同。无论何时，输人功率准确地加倍，并将这个分路跨接在输出仪表上，则输出读数将不会发生变化。
当电子管在电路中测试时，而将测量噪声源接通及在电路中将仪表分路时，把噪声源对原来的读数进行调整。输入到接收机中的噪声于是将精确地加倍。读出哚声二极管的阳极电流，并根据4·1条方法A中给出的公式来计算放大器的噪声系数。
5注意事项
5。1供给噪声二极管的电源
最好将二极管阳极电压源和灯丝电压源稳压以消除电源波动，并且采用适当的预防措施（例如用滤波）来消除由这些电源在输出端上可能产生的高频信号。5.2屏蔽
通带对测试设备和工作人员提供一个良好的屏蔽罩和屏蔽室，并在主电源进人屏蔽罩或屏蔽室的地方提供合适的高频滤波。5。3噪声源电阻的温度
必须要知道噪声源电阻的温度。为了绝对测试，重要的问题是保持噪声源电阻的温度在290K，与这个温度的任何差别都须进行修正。应该做出安排以保持试验放大器处在恒漏之下，并须加以记录。5。4输人电路的匹配
必须将噪声发生器输出阻抗设计成等于测试电路应用的噪声源阻抗。噪声源电阻值必须准确地知道。这个噪声源电阻包括调谐电路所分路的电阻，它的效应往往不可忽略。因此为了绝对测试必须能够确定这个调谐电路所表示的动态阻抗，从而可计算噢声源电阻的合成值，它是盘度噪声系数的准确值。噪声源电阻值应该进行经常的校准，以使消除电阻衰老等使它的值随时间变化而引起的误差。
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为了得到最小的噪声系数，在噪声源电阻和测试放大器输人端之间提供最佳可能的耦合是必需的。这种耦合不一定与最佳的阻抗匹配相同。电子管实际的噪声系数将稍微低于测得的数值，这是由于象匹配变压器等所产生的各种损耗的结果。
5.5噪声二极管阳极电流的测试
必需以尽可能的精确度测量噪声二极管阳极电流，并根据某些标准经常对精确度进行检查。
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