Hallo allerseits,
Ich habe auf dem Flohmarkt diesen Rauschgenerator (Typ 370 steht auf der
Rückseite), gekauft.
Am Spektrumanalyser Centerfrequency 90MHz, Span 100kHz, Bandwidth 1kHz
sehe ich so -135dBm Rauschen.
Drehe ich den Rauschgenerator voll auf, kommen da noch ca. 5dB dazu.
Ist das so OK oder was kann man von so einem Rauschgenerator erwarten?
Das ist zu wenig.
Das Instrument zeigt direkt den Strom durch die Rauschdiode an. Wenn der
STrom fließt, sollte die Diode auch rauschen.
Hier ist die Schaltung, auf der man eigendlich alles erkennen kann:
http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_100e1.html
Spektrumanalyzer haben in der Regel eine Rauschzahl von um die 30dB
Rauschgeneratoren ( zumindest moderne ) geben ein Rauschen von ca. 15db
ab.
Man wird also nichts sehen. Die Rauschleistung des Rauschgenerators
bezieht sich auf die gesamte Rauschbandbreite ( also wohl mehrere 100
MHz ). Der Spektrumanalyzer stellt aber aus diesem Spektrum nur ein
Bruchteil der Bandbreite dar.Übliche Spektrumanalyzer haben ein
Eigenrauschteppich , welche bei 1KHz Bandbreite bei -115dbm liegt. Mit
jeder Verzehnfachnung der ZF Bandbreite des Spektrumanalyzers steigt der
eigene Rauschteppich um 10db.
Um das Rauschen eines Rauschgenerators auf einen SA wirklich sehen zu
können, müsste man es breitbandig um wenigstens 30db verstärken.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Rauschgeneratoren ( zumindest moderne ) geben ein Rauschen von ca. 15db> ab.> Die Rauschleistung des Rauschgenerators> bezieht sich auf die gesamte Rauschbandbreite ( also wohl mehrere 100> MHz )
Rauschen ist immer Bandbreitenabhängig und eine Rauschleistung ist nur
dann aussagekräftig, wenn die der angabe zugrunde gelegte
Mess-Bandbreite mit angegeben wird. In aller Regel wird die
Rauschleistung auf eine Bandbreite von 1Hz bezogen. Bei größeren
Bandbreiten kann man so leicht die absolute Rauschleistung linear
umrechnen.
Insofern ist die Aussage "Moderne Rauschgeneratoren geben ein Rauschen
von ca. 15db ab" im zweifacher Hinsicht nicht korrekt:
- Das dB ist (im Gegensatz zu dBm) kein Leistungsmaß, sondern lediglich
eine Verhältniszahl.
- Die Rauschleistung einer Rauschquelle wird als ENR
(Excess-Noise-Ratio)angegeben. Das ENR gibt das Verhältnis in dB an, um
das die Rauschquelle mehr rauscht als das thermische Rauschen eines
Widerstandes bei "Raumtemperatur" von 300 Grad Kelvin.
Die Rauschleistungen eines reellen Widerstandes bei der
Referenztemperatur 300° Kelvin beträgt -174 dBm/Hz.
Bei 100kHz Messbandbreite beträgt die Rauschleistung demnach das 100000
fache. In dB: -174dBm + 50dB = -124dBm. Eine Rauschquelle mit einem ENR
von 15dB gibt also bei der gleichen Mess-Bandbreite eine Rauschleistung
von -124dBm + 15dB = -109dBm ab.
Grüße
Das ist vollkommen richtig was du schreibst. ( Ich habe das ENR
vergessen anzugeben ). Es ändert aber nichts an der Tatsache. das bei
den üblichen älteren Spektrumanalyzer ein ENR von 15db nicht ausreicht,
um über das Eigenrauschen eines SAs mit einer Rauschzahl von 30db ( ist
halt 30db über dem thermischen Rauschen eines Widerstandes von 50 Ohm )
drüber kommt, und somit man nichts sieht.
Nun scheint der TO einen Rauschgenerator zu besitzen, welcher ein ENR
von maximal 30db abzugeben vermag, und obendrein eine moderneren
empfindlicheren SA zu besitzen. so das er immerhin mit dem
Rauschgenerator 5db über das Eigenrauschen des SAs kommt.
Allerdings kann ich die -135dbm Rauschen bei 100KHz Bandbreite nicht
ganz nachvollziehen. Das wäre eine Rauschzahl von etwa -10db wenn ich
mich nicht verrechnet habe. Also fast 10db weniger, als ein 50 Ohm
Widerstand rauscht. Ob das sein kann?
Viel wird er mit den 5db ( nicht mal nutzbaren ) Dynamikbereich die ihm
verbleiben nicht anfangen können.
Ralph Berres
Bei den Rauschgeneratoren mit Röhrendioden wurde ENR noch nicht in dB,
sondern als lineares Rauschverhältnis gegen kT0 (Rauschleistung bei
Referenztemperatur 290°K/Hz) angegeben. Das ENR in dB erhält man leicht
aus: ENR(dB) = 10log kT0
Einfache Röhren-Rauschgeneratoren lieferten einstellbare
Rauschleistungen zwischen 0 und 50 kT0, entsprechend einem ENR zwischen
0 und 15dB. Die Geräte waren noch nicht ind 50 Ohm Technik, sondern
häufig auf 75 oder 300 Ohm Quellwiderstand ausgelegt.
Beispiele:
Rhode & Schwarz SKTU
Stern-Rochlitz RG-1:
http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Inne/RG1.pdf
Grüße
Ralph Berres schrieb:> Allerdings kann ich die -135dbm Rauschen bei 100KHz Bandbreite nicht> ganz nachvollziehen. Das wäre eine Rauschzahl von etwa -10db wenn ich> mich nicht verrechnet habe. Also fast 10db weniger, als ein 50 Ohm> Widerstand rauscht.
Die Rauschleistung ist bei Leistungsanpassung vom Widerstandswert
unabhängig.
Die Rauschleistung an einem Widerstand beträgt: P = k T0 B
Dabei sind
P = Rauschleistung in Watt
k = Boltzmann-Konstante k = 1,38 * 10-23 J/K
T0 = Referenztemperatur 290 K
B = Mess-Bandbreite in Hertz
Ein Widerstand erzeugt bei “Raumtemperatur” eine Rauschleistung je Hz
Bandbreite von: P[dbm] = 10 * log (1,38 * 10-23 J/K 290 K 1Hz) + 30
dB = -174 dBm
(Der Korrekturfaktor +30dB rührt daher, dass in der Ursprungsformel die
Leistung in Watt errechnet wird, in der Angabe als "dBm" jedoch auf ein
Milliwatt bezogen wird)
Die Rauschzahl eines Zweiports(Rauschfaktor) ist ein Maß für den durch
eigene Rauschanteile verursachten Zuwachs an Rauschen am Ausgang bezogen
auf den Eingang.
Rauschzahl F = (Signal/Rauschen) Eingang / (Signal/Rauschen) Ausgang
Grüße
Peter Zz schrieb:> Am Spektrumanalyser Centerfrequency 90MHz, Span 100kHz, Bandwidth 1kHz> sehe ich so -135dBm Rauschen.
Ein Spektrumanalyzer zur Messung von Rauschleistung ist mit Vorsicht zu
genießen. Die Rauschleistung hängt von der Messbandbreite ab. Nun hat
das Filter eines Spektrum Analyzers keine ideale Rechteckform mit
senkrechten Flanken, sondern endliche Flankensteiheit.
Die tatsächliche Rauschbandbreite ist also größer als die angezeigte
Filterbandbreite. Außerdem ist beim Spann von 1/100 das Einschwingen
nicht zu vernachlässigen.
Die relative Zuverlässigkeit der AnalyzerAnzeige lässt sich überschlägig
abschätzen, wenn man die Filterbandbreite ändert. Dann müsste sich der
angzeigte Rauschpegel auch um 10log Bandbreitenverhältnis ändern.
Grüße
(Video-)Bandwidth 1 kHz, das passt doch. Auf 1 Hz umgerechnet sind eine
um 30 dB kleinere Leistung. Statt -135 dBm also -165, das liegt um 9 dB
über den genannten -174dBm/Hz des natürlichen Rauschens bei
Raumtemperatur.
Der Analyzer hat noch 30 dB Rauschzahl, der Anstieg bei Endstellung kann
also schon in der Gegend von 30 dB Rauscherhöhung liegen.
Das Zeigerinstrument dürfte den Heizstrom in mA anzeigen, der
Drehschalter schaltet nur die Skala um. Rauschröhren haben eine lineare
Umrechnung zwischen Heizstrom und Rauschtemperatur. Das sollte im
Datenblatt stehen.
Das mit der Videobandbreite war Unsinn, die geht nicht direkt in die
Rauschbandbreite ein, wir müssen schon mit dem Pegel von etwa 100 kHz
Bandbreite rechnen. Das Videofilter beruhigt das Bild auf dem Analyzer,
die Spitzen werden gedämpft, aber der mittlere Pegel zählt.
Hier zwei Datenbuchauszüge zu Rauschröhren
Vergleichbare Typen sind hier die K81A von Valvo oder GA560 von RFT, das
andere sind gasgefüllte Rauschröhren die schrägliegend in Hohlleiter
eingebaut wurden.
Zum Thema gab es einen interessanten Artikel in den UKW-Berichten. Hier
die erste Seite. Der Verfasser empfiehlt einen Röhren-Rauschgenerator
als Eichnormal für eine z.B. selbstgebaute Halbleiterrauschquelle.
Die üblichen 15,5 dB ENR, gleich einem Faktor von
35,482=(10000+290)/290, entspricht der Rauscherhöhung eines Widerstands
zwischen Raumtemperatur 290 K und 10000 K.
Man könne aber bereits den Temperaturunterschied zu kochendem Wasser zur
Absolut-Eichung ausnutzen (ja ich weiß, eichen darf nur das Eichamt, es
müsste daher auch Kalibrierhörnchen heissen).
In Heft 4/1996 war noch ein Artikel zum Thema Heiss/kalt-Messung, da
wurde die Antenne einmal zum Erdboden und dann zum kalten Himmel
gedreht, "50-80 Grad Elevation nach Norden", damit erhielt der Autor
beispielsweise 3,8 dB Unterschied.
Beim Peltierelement wird man schon breitbandiges Rauschen haben - etwa
so wie bei einem 2 Ohm Widerstand. Dazu kommt dann vermutlich noch
einiges an 1/f oder ähnlichem an Rauschen von Temperaturschwankungen.
Man kann die Rauschleistung und daraus das ENR mit einem "normalen" Rx
berechnen.
Bekannt sein muss: Die Empfindlichkeit, sowie die Empfangsbandbreite
(aus Datenblatt)
Zusätzlich braucht man noch einen Stufenabschwächer
Aus: Hans Nussbaum, HF-Messungen für den Funkamateur
Wenn du mich meinst, deine Rechnung vergißt die Spannungs-/Strom-Quelle
im Peltier! Vielleicht kann das jemand mit Peltierelement einfach mal
ausprobieren.
Rauschgenerator.png
(540 KB)
