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文本内容:
自定义高斯白噪声功率和带宽
1、目标在通信、雷达和计量等领域,在仿真、测试和计量过程中,常常需要使用信号源产生高斯白噪声信号,而且,重要的是,准确定义的噪声功率和带宽本文目的是产生用户自定义功率和带宽的高斯白噪声,方法是利用矢量信号发生器,实现噪声发生器的功能射频噪声发生器的实现方式通常有两种一种是基于二极管元件的噪声源,通常用来做噪声系数测试中所需的噪声源本方法产生的噪声信号带宽很宽(可达18GHz或50GHz),可计量超噪比ENR;缺点是噪声带宽和功率不可控,且噪声功率较低,另外其匹配(驻波)较差另一种是基于矢量信号发生器,在基带实现宽带噪声的带宽和功率设定,调制到射频(可达迦乜)发出本文所使用的方法,是基于RS矢量信号发生器实现本目标的根据所选矢量信号发生器,噪声带宽可以最高达到2GHz
2、实现方法
2.
1.矢量信号发生器内置噪声选件AWGN矢量信号发生器通常具有内置附加高斯白噪声功能,其输出方式可以选择信号叠加方式或单纯噪声输出方式,设置方法简单优点是设置简单快捷,噪声功率准确,与设置值一致;缺点是产生的噪声带宽不准确,远大于带宽设置值
2.
2.脉冲序列编辑软件RS SMW-K300RS SMW-K300是一个矢量信号模拟软件,主要功能是模拟各种雷达信号以及非标准自定义矢量调制信号,其中一项功能是自定义白噪声能定义功率和带宽的噪声信号,功率偏差约广2dB,带宽是-6dB带宽定义点如果用户仅用到SMW-K300的噪声模拟功能,成本较高
2.
3.免费ARB信号编辑软件RS ARBtoolbox+RS ARBtoolbox+是一款适用于RS矢量信号源的免费自定义ARB文件编辑软件,功能之一是产生自定义白噪声、粉红噪声和褐色噪声能产生自定义功率和带宽的噪声信号;功率设置值准确,带宽是-6dB带宽定义点使用方便,但是带宽受限,只有50MHz
2.
4.Matlab自定义噪声信号Matlab是信号分析的常用工具软件,使用其噪声(随机信号)的函数以及滤波器函数,非常简单地产生自定义噪声信号RS官网上下载matlab程序包rohde-schwarz.com/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-
15774.html,通过调用程序包中的m文件函数,将自定义噪声信号转换为*.wv文件,或直接上传仪器,从而产生自定义信号本方法能够按照用户的意愿和需求,产生标准的噪声信号,灵活方便,而且,从带宽和功率平坦度角度,本方法产生方式最优只需要用户有Matlab,无需精通Matlab编程
3、实现步骤和表现
3.
1.矢量信号发生器内置噪声选件AWGNQGeneral NoisePower/Output ResultsNoiseOnlySystem Bandwidth
50.0000MHzMin Noise/System BandwidthRatio2启•RJBW18kHi«At!9dB*SWT tVBW1MHsModeAczo$wg1ACLROF
800.0MHz2REIU SummaryChannelBandwidth orfvf•
0.3XdBmTxi Rtf-
0.31dBmYiF京早3Marker Tobk:Ty二r—e—■R一,”Tir xv.浦力VV浦s FtmcHohMii
800.0MHZ•
27.23dBmD2Ml i-
25.0MH
10.27dBD3Ml i2S.0MHz
0.30dB
3.
3.RS ARBtoolbox+CreateSignal<射频微波实验室®Create SignalLevel222•RBW100kHs•Att95,SWTt tVBW|Modfi AZ0$一
3.
4.Matlab自定义噪声信号matlab程序包https://www.rohde-schwarz.com/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-
15774.html中,调取函数文件rs_generate_wave.m及其它m文件:rs^generate-wave.mts.visuahze.m r$_batchjmerpetn r
5.che«instrumenLetrors.m cs.connectm rs_$end.comm^nd.m编写噪声发生器函数Function NoiseGen.m代码如下:function[Sta]=NoiseGenBW,fname,InstrCon,addr%BW:Bandwidth ofnoise inHz;%fname:ARB filename,string withoutextention;%InstrCon:instrument connectionor not,1-connected;0-not connected%addr:IP addressof instrument%%General settingBWCLK Ratio=
0.8;%Ratio ofbandwidth/clockCLK=BW/BW_CLK_Ratio;%clock-sample rateN=220;%number ofpoints%%Generate whitenoise andfilteredN_sub=wgn N,1,0,50,1,complex;N_White=[N_sub;N_sub;flipN_sub];IpFilt=designfilt,lowpassfir^,,PassbandFrequency,,BW_CLK_Ratio,・・StopbandFrequency,,BW_CLK_Ratio+
0.01,PassbandRipple,,
0.5,・,StopbandAttenuation,,70,DesignMethod,,,equiripple;IQdata=filter IpFilt,N_White;%%IQ datastruct forrs_gernerate_wave.mIQ.I_data=realIQdata;IQ.Q_data=imagIQdata;IQ.clock=CLK;IQ.filename=strcatfname,
5.wv;%%Save dataand connectsignal generatorif InstrCon==l[status,InstrObj]=rs_connect visa,‘ni,addr;if status==lrs_generate_waveInstrObj,IQ,1,1;elsers_generate_wave0,IQ,0,1;endelsers_generate_wave0,IQ,0,1;end Sta=l;return;运行用户程序[Sta]=NoiseGen50e6,J nV,l/TCPIP::
192.
168.
0.10::INSTR;%噪声功率满量程,由信号源输出电平设置决定;%50MHz带宽,arb文件名为nl.wv%IP地址
192.
168.
0.
10、“•,MIMJ,nMl2Result Simm.YY i/Channel Anndwidthor,,,PowerTxi»eQ50000^-
0.18dBmTx iof«r-
0.18dBm3Marker TabicTypeRef TrrX Function
800.0MHZ-
27.00dBmD2Ml-
25.0MHZ
0.60dBD3Ml
25.0MHZ-
1.51dB。
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