Mesure de température de bruit

Mesure de
température de bruit
Par Laurent Bru
PLAN
• Rappels théoriques
• Quelques méthodes de mesure
•Rappels théoriques
Na ?
Na
Î Bruit propre de l’amplificateur ?
Bruit interne de l’amplificateur
Ps
Ps 2
Pe
Na
X
Ps
G
Ps 1
X
G
Na
Pe 1
Pe 2
But:
Îtracer la courbe de gain au plus près de Pe = 0
Moyen:
Î Deux sources calibrées de petite puissance en entrée
Pe
Sources ?
Exigences:
- Très faible niveau de puissance.
- Couvre toute la bande de fréquence étudiée.
- Puissance de la source connue.
Choix:
-
Diode de bruit.
Eléments résistifs chauds et froids.
Ciel
…
Expression du bruit d’un
amplificateur
• Facteur de bruit F
• Température de bruit T
Facteur de bruit F
Se
Ne
Na
Se
Ne
F=
Ss
Ns
Ss
Ns
Facteur de bruit physiquement
Température de bruit T
Bruit d’une
résistance
Bruit interne ampli
Ù
Na = kBTa
R
Na
V = 4kTBR
Pmax = kBT
Ne = kBTe
Ps
Relation entre F et T ?
Ss =GSe
Ns =G.(Ne+Na)
=GkTeB+GkTaB
Ta
F = 1+
Te
Ordres de grandeur
R à 290 K
R à 15 K (cryo)
Æ
Æ
P= -174 dBm/Hz
P= -187 dBm/Hz
Exemple du HEMT FHR01FH :
- à 12.5 K Æ Ta=10K ou Fa=1.03 ou 0.14 dB
- à 297 K Æ Ta=80K ou Fa=1.26 ou 1 dB
•Quelques méthodes
de mesure
Diode de bruit calibrée
Principe:
P1=Diode off
Powermeter
P2=Diode on
Powermeter
Charge chaude et froide
Principe:
Mousse 50 Ω plongée dans azote à 78 K
Pe1 = k.B.Tcold
Powermeter
Pe2 = k.B.Thot
Powermeter
Mousse 50 Ω à Tamb + thermomètre
Les calculs
Thot − Y.Tcold
Ta =
Y −1
Avec Y(dB) = Ps2(hot) – Ps1(cold)
Charge commutée
Principe:
Pcold Phot à 15 K
Powermeter
Enceinte
cryogénique
à 15 K
Phot à 290 K
Cornet pointé vers le ciel
Principe
Pcold = cste = 10.12 K
cornet
Powermeter
Mousse 50 Ω à Tamb + thermomètre
En conclusion,
notre solution développée actuellement
Banc de mesure comportant:
- Une charge en guide d’onde à température ambiante
- Une charge en guide d’onde plongée dans l’azote.
Powermeter
Merci pour votre attention