UEBE

ВЧ Генератор Шума

Данный генератор шума сконструирован для совместной работы с китайским USB DVB-T тюнером на чипе RTL2832+R820T
что в совокупности со специальным ПО превращает ПК в бюджетный АЧХ-метр (25-1750 MHz), позволяющий оценивать и настраивать различные ВЧ тракты.




Цели, сделать измерительный прецизионный ГШ - не преследовалось.
Нужен был генератор для настройки ВЧ каскадов, фильтров и миниатюрных спиральных антенн.
Выбор пал на вариант с транзистором в режиме лавинного пробоя, в качестве источника шума.
Было опробовано много вариантов схем генераторов, как готовых так и по кускам, но с каждым было что то не так.
Особенно беспокоила температурная нестабильность источника шума, при открытии форточки(зимой) сильно уплывала амплитуда.
А все из за того, что народ сильно не заморачивается и питает шумящий транзистор через балластный резистор. Иногда применяют
стабилизатор напряжения 8-12V, но он не на много улучшает картину, так как не может компенсировать изменение рабочего тока
шумящего транзистора при изменении окружающей температуры.

В итоге пришлось стряпать свою схему, вычитая выше указанные недостатки, с параметрами:
1. Питание от USB (как и тюнер) 5 вольт.
2. Стабилизированный по току режим работы источника шума, для компенсации температурного дрейфа.
3. 50 ом выход, мало подверженный влиянию от внешних реактивных элементов испытуемой схемы.
4. Выходная мощность в пределах -20...-30dBm на 50ом нагрузку, для работы с нулевым усилением тюнера и минимизации влияния эфира.


Принципиальная схема генератора шума:

Схема состоит из четырех узлов:
U2U - удвоитель напряжения. Обеспечивает запас по напряжению для работы источника тока.
В своем варианте я использовал утроение напряжения, так как изначально планировал питать ГШ напряжением 3.3 вольта.
CURRENT SOURCE - источник стабильного тока, задающий режим работы транзистора-источника шума.
Регулировка тока производится потенциометром R3 в диапазоне 0.1-2mA.
NOISE SOURCE - источник шума на транзисторе в режиме лавинного пробоя.
От типа транзистора зависит мощность, ширина и равномерность спектра шума. Я остановил свой выбор на отечественных КТ368A9(Б9) в SMD корпусе,
они очень хорошо шумят до 1GHz и даже выше (меня вполне устраивает). Так же пробовал более высокочастотные импортные, типа BFR93,
у них спектр шума шире и равномернее, но маловата амплитуда. В общем стоит экспериментировать.
AMPLIFIER - каскадируемый широкополосный усилитель.
Усилитель собран на СВЧ транзисторах BFP420 и имеет два каскада с общим усилением около 30-40dB на нагрузке 50ом.
Схема и номиналы обвязки взяты из описания на MMIC BGA420, они собраны на тех же кристаллах, имеют согласованный вход-выход 50ом, легко каскадируются.

Правильно собранный генератор шума в настройке не нуждается.
Потребуется только установить оптимальный рабочий ток транзистора-источника шума.



Вариант собранного генератора шума:


Спектр шума 100-1100 MHz снятый с тюнера программой "RTLSDR scan":


АЧХ спиральной антенны 122.5 MHz:


АЧХ спиральной антенны 228 MHz:


АЧХ спиральной антенны 435 MHz: