Gürültü Figürü nedir - ölçüm ve formül

Gürültü rakamı, sinyal-gürültü oranındaki bozulmanın bir ölçüsüdür ve radyo alıcısı hassasiyeti ile bağlantılı olarak kullanılabilir ve herhangi bir radyo alıcısının RF devre tasarımının temel bir unsurudur.

Gürültü rakamı, bir radyo alıcısının, yükselticinin, mikserin veya diğer devre bloğunun gürültü performansının belirlenebileceği bir sayıdır. Gürültü rakamının değeri ne kadar düşükse, performans o kadar iyi olur.

Esasen gürültü rakamı, bir elemanın genel sisteme eklediği gürültü miktarını tanımlar. Bir ön amplifikatör, mikser veya tam bir alıcı olabilir. Çoğunlukla gürültü şekli, bir alıcının performansını tanımlamak için kullanılabilir ve bu şekilde sinyal / gürültü oranı yerine kullanılabilir.

Yaygın uygulanabilirliği göz önüne alındığında, gürültü rakamı, sabit veya mobil telsiz komünikasyon sistemlerinden, iki yönlü telsiz komünikasyon sistemlerinden ve uydu telsiz komünikasyon sistemlerinden çok çeşitli telsiz komünikasyon sistemleri için özellikle önemli bir parametredir.

Gürültü rakamı, geliştirilmekte olan herhangi bir telsizin gürültü performansını veya herhangi bir sistem için seçilmesi gerekebilecek birinin performansını vb. Anlamak için radyo alıcılarının RF devre tasarımında sıklıkla kullanılan bir parametredir.RF devre tasarımı ve radyo iletişim sistemlerinde kullanıldığı şekliyle radyo alıcısı gürültü şekliGürültü performansı ölçümleriBir radyo alıcısının gürültü performansının belirlenebileceği birçok yol vardır. Sinyal-gürültü oranı en bariz olanıdır ve bununla birlikte bir SINAD (Gürültü ve Bozulma Sesi) vardır. Hassasiyet performansına bakmanın Bit Hata Oranı ve benzerleri gibi başka yöntemleri de vardır.

Bununla birlikte, radyo alıcısı performansıyla ilişkili daha önemli parametrelerden biri haline gelen gürültü figürüdür, çünkü t, tüm sistem için olduğu kadar onun elemanları için de kullanılabilir.Gürültü rakamı kullanılarak, farklı unsurlar analiz edilebilir ve genel bir rakam hesaplanabilir.

Bunların tümü, ortaya çıkan gürültü seviyesiyle ilişkilidir. Herhangi bir devrede gürültünün her zaman az ya da çok mevcut olması üzücü bir gerçektir.

Radyo alıcı devrelerindeki gürültünün tamamı olmasa da çoğu termal gürültüdür. Bu nedenle, dakika sinyallerini algılamak için aşırı düşük gürültü seviyelerinin gerekli olduğu radyo astronomisi gibi bazı uzman uygulamalarda, termal gürültüyü azaltmak için giriş devreleri çok düşük sıcaklıklara soğutulabilir.

Termik gürültü ana gürültü kaynağı olmakla birlikte, gürültü yaratan başka mekanizmalar da vardır ve bunların, genel gürültüyü en aza indirmek için devre konfigürasyonlarının, elektronik bileşenlerin ve tekniklerin seçilebilmesini sağlamak için RF devre tasarımını üstlenirken dikkate alınması gerekir.

Elektrik / Elektronik ve RF Gürültüsü hakkında daha fazla bilgi edinin.

Gürültü faktörü ve gürültü şekli temelleriEsasen ölçüm, sistemin her bir parçasının veya bir bütün olarak sistemin ortaya çıkardığı gürültü miktarını değerlendirir. Bu, örneğin radyo alıcısı veya bir RF amplifikatörü olabilir. Sistem mükemmel olsaydı, sistemden geçerken sinyale hiçbir gürültü eklenmezdi ve sinyal-gürültü oranı çıkışta girişteki ile aynı olurdu.

Hepimizin bildiği gibi, durum böyle değil ve her zaman biraz gürültü ekleniyor. Bu, çıkıştaki sinyal / gürültü oranının veya SNR'nin, girişteki sinyal / gürültü oranından daha kötü olduğu anlamına gelir. Aslında gürültü figürü, SNR'nin devrenin giriş ve çıkışındaki karşılaştırmasıdır.

Kullanılabilecek iki temel figür vardır:

Gürültü faktörü: Gürültü faktörü, girişteki SNR'yi alıp çıkıştaki SNR'ye bölerek basitçe türetilebilir. Çıkıştaki SNR her zaman daha kötü, yani daha düşük olacağı için bu, gürültü faktörünün her zaman birden büyük olduğu anlamına gelir. Gürültü faktörü, spesifikasyonlarda nadiren görülür.Gürültü şekli: Gürültü şekli, radyo alıcılarını ve alıcı sistemler içindeki elemanları tanımlarken teknik özelliklerde ve kullanımda yaygın olarak görülen parametredir. Gürültü rakamı logaritmik bir ölçek kullanır ve basitçe desibel cinsinden ifade edilen gürültü faktörüdür.Temel sinyal-gürültü oranı kavramıSinyal-gürültü oranı için temel tanımlarGürültü şekli formülü ve hesaplamaYukarıdaki diyagramı kullanarak, yukarıda açıklanan koşullardan gürültü şekli formülünü belirlemek mümkündür.

Örnek olarak, girişteki sinyal-gürültü oranı 4: 1 ise ve çıkışta 3: 1 ise, bu 4/3 gürültü faktörü ve 10 log (4/3) gürültü değeri verir veya 1.25 dB. Alternatif olarak, sinyal-gürültü oranları desibel cinsinden ifade edilirse, gürültü rakamını basitçe birini diğerinden çıkararak hesaplamak oldukça kolaydır, çünkü iki sayı, logaritmaları çıkarılarak bölünür. Başka bir deyişle, sinyal-gürültü oranı girişte 13 dB ve çıkışta yalnızca 11 dB ise, devre 13 - 11 veya 2 dB'lik bir gürültü rakamına sahip olacaktır.Kademeli aşamalar için gürültü rakamıHerhangi bir RF devre tasarımında, birkaç aşamanın birbirine bağlanması muhtemeldir - tipik bir radyo alıcısı, giriş ayarlamasına, bir RF amplifikatörüne, muhtemelen bir RF zayıflatıcısına, bir RF mikserine ve benzerlerine sahip olacaktır.

Örneğin, iki aşama için bir RF devre tasarımını ele alalım: girişin kendisi kTB'ye eşit gürültüye sahip olacak ve bu, her iki aşama için G1 ve G2 kazançları ile güçlendirilecektir. İlk aşamadan gelen gürültü olacak ve bu ikinci aşamada yükseltilecek ve son olarak ikinci aşamadan gelen gürültü olacaktır. Gürültü güçleri, ilişkili olmadıkları için eklenebilir.

Bununla birlikte, RF tasarım sürecinin bir parçası olarak, farklı aşamaların gürültü performansının genel gürültü rakamı üzerindeki etkisini hesaplamak genellikle gereklidir.

Seri veya kademeli aşamalar için gürültü şekli formülü, tüm RF devre tasarımı için gürültü rakamı üzerinde ana etkiye sahip olan kademenin ilk aşama olduğunu göstermektedir. Bu aşamadan gelen gürültü katkısı, sonraki aşamalarla güçlendirilir ve sonuç olarak sonraki aşamalar, sinyal seviyeleri daha büyük olduğundan gürültüye daha az katkıda bulunur.

Gürültü figürü analizörleri, bir öğenin gürültü rakamını belirlemek için çok hızlı ve kolay bir yöntem sağlar ve buna ek olarak, aynı zamanda doğrudur ve mevcutsa onları ideal bir çözüm haline getirir.

Ölçümler çok kolaydır ve test edilen devrenin girişinin ve ayrıca çıkışının gürültü rakam ölçere bağlanmasını gerektirir. Test cihazı kurulur, test başlatılır ve sonuçlar verilir. Çok basit ama doğru bir test.

Spektrum analizörü gürültü şekli ölçümü: Bir spektrum analizörü kullanarak gürültü şekli ölçümleri yapmak nispeten kolaydır. Bu test araçlarından bazıları, gürültü figürü ölçümleri yapmalarını sağlamak için yerleşik rutinlere sahiptir.
Gürültü rakamını ölçmek için kullanılabilecek, her ikisi de bir spektrum analizörü kullanabilen iki ana yöntem vardır. Kazanç yöntemi ve Y yöntemi olarak adlandırılırlar.Gürültü şekli örnekleriFarklı telsiz iletişim sistemleri için kullanılan farklı ekipman parçalarının teknik özellikleri oldukça geniş bir yelpazede değişiklik gösterecektir.

Tipik bir profesyonel veya amatör HF radyo alıcısı, 15 dB daha fazla gürültü rakamına sahip olabilir ve oldukça tatmin edici bir şekilde çalışabilir. Yüksek atmosferik gürültü seviyesi nedeniyle daha iyi bir performans seviyesi gerekli değildir. Düşük frekanslarda, atmosferik gürültü çok yüksek olabilir ve spektrumun VHF ile sınırlandığı 30 MHz civarındaki frekanslarda bile, parazit seviyeleri yine de çok yüksek gürültü performansı seviyelerini garanti etmeyecek kadar yüksek olabilir.

Bununla birlikte, VHF veya üzerindeki dar bant uygulamaları için kullanılan alıcı, 3 veya 4 dB'lik bir gürültü rakamına sahip olabilir. Bazı dar bantlı RF amplifikatörlerinin gürültü değeri genellikle 1 dB civarındadır. Bununla birlikte, en iyi profesyonel geniş bant VHF UHF alıcılarının bile yalnızca 8 dB civarında bir gürültü rakamına sahip olabileceğine dikkat etmek ilginçtir. Bu radyo alıcıları, spektrum izleme veya çeşitli radyo iletişimi veya radyo alımı biçimleri için kullanılabilir.

Spektrumun UHF kısmına ve ötesine uzanan frekanslarda radyo astronomisi gibi uygulamalar için özellikle yüksek performans seviyeleri gereklidir.

Gürültü rakamı, bir sistem içindeki çeşitli farklı elemanların gürültü performansı hakkında bilgi sağlayabildiğinden kullanımı çok uygun bir parametredir. Gürültü rakamının kullanılması aynı zamanda bir sistemin genel performansının her bir elemanın gürültü şekli ve kazanç seviyeleri bilgisinden hesaplanmasını sağlar. Bu, sistem gürültü rakamının kolayca hesaplanabileceği ve optimize edilebileceği anlamına gelir. Genellikle profesyonel veya amatör radyo uygulamaları için kullanılan radyo iletişim ekipmanı, genel özelliklerinin bir parçası olarak alıntılanan gürültü rakamlarına sahip olacaktır.

Mesaj bırakın 

İleti listesi