Что такое коэффициент шума - измерение и формула

Коэффициент шума является мерой ухудшения отношения сигнал / шум, его можно использовать в сочетании с чувствительностью радиоприемника, и он является важным элементом конструкции радиочастотной схемы любого радиоприемника.

Коэффициент шума - это число, с помощью которого можно определить шумовые характеристики радиоприемника, усилителя, смесителя или другого схемного блока. Чем ниже значение коэффициента шума, тем лучше производительность.

По сути, коэффициент шума определяет количество шума, который элемент добавляет ко всей системе. Это может быть предварительный усилитель, микшер или полноценный ресивер. Часто коэффициент шума можно использовать для определения характеристик приемника, и таким образом его можно использовать вместо отношения сигнал / шум.

Принимая во внимание его широкую применимость, коэффициент шума является особенно важным параметром для широкого спектра систем радиосвязи от стационарных или мобильных систем радиосвязи, систем двусторонней радиосвязи и систем спутниковой радиосвязи.

Коэффициент шума - это параметр, который часто используется при проектировании радиочастотных схем радиоприемников, чтобы понять шумовые характеристики любого разрабатываемого радиоприемника или характеристики того, что может потребоваться выбрать для любой системы и т. Д.Коэффициент шума радиоприемника, используемый при проектировании радиочастотных схем и системах радиосвязиИзмерения шумовых характеристикЕсть много способов определить шумовые характеристики радиоприемника. Отношение сигнал / шум является наиболее очевидным, и наряду с ним существует SINAD (сигнал / шум и искажения). Существуют и другие методы оценки характеристик чувствительности, включая частоту ошибок по битам и т. Д.

Однако именно коэффициент шума становится одним из наиболее важных параметров, связанных с характеристиками радиоприемника, поскольку t может использоваться как для всей системы, так и для ее элементов.Используя коэффициент шума, можно проанализировать различные элементы и рассчитать общий показатель.

Все это связано с уровнем вносимого шума. Печально то, что шум всегда в большей или меньшей степени присутствует в любой цепи.

Большая часть шума, но не все, в схемах радиоприемника - это тепловой шум. По этой причине в некоторых специализированных приложениях, таких как радиоастрономия, где для обнаружения мельчайших сигналов требуются чрезвычайно низкие уровни шума, входные цепи могут охлаждаться до очень низких температур для уменьшения теплового шума.

Хотя тепловой шум является основным источником шума, существуют также другие механизмы, которые создают шум, и их необходимо учитывать при проектировании ВЧ-схемы, чтобы гарантировать, что конфигурации схемы, электронные компоненты и методы могут быть выбраны для минимизации общего шума.

Узнайте больше об электрических / электронных и радиочастотных шумах.

Фактор шума и основы коэффициента шумаПо сути, измерение оценивает количество шума, вносимого каждой частью системы или системой в целом. Это может быть, например, радиоприемник или ВЧ-усилитель. Если бы система была идеальной, то при прохождении через систему к сигналу не добавлялось бы никакого шума, и отношение сигнал / шум на выходе было бы таким же, как и на входе.

Как мы все знаем, это не так, и всегда добавляется некоторый шум. Это означает, что отношение сигнал / шум или SNR на выходе хуже, чем отношение сигнал / шум на входе. Фактически, коэффициент шума - это просто сравнение отношения сигнал / шум на входе и выходе схемы.

Можно использовать две основные фигуры:

Коэффициент шума: коэффициент шума можно получить, просто взяв SNR на входе и разделив его на SNR на выходе. Поскольку отношение сигнал / шум на выходе всегда будет хуже, то есть ниже, это означает, что коэффициент шума всегда больше единицы. Фактор шума редко встречается в спецификациях.Коэффициент шума: коэффициент шума - это параметр, который широко используется в спецификациях и используется при определении радиоприемников и элементов в системах приемников. Коэффициент шума использует логарифмическую шкалу и представляет собой просто коэффициент шума, выраженный в децибелах.Базовая концепция отношения сигнал / шумОсновные определения отношения сигнал / шумФормула и расчет коэффициента шумаИспользуя приведенную выше диаграмму, можно определить формулу коэффициента шума из условий, описанных выше.

Например, если отношение сигнал / шум на входе было 4: 1, а на выходе было 3: 1, то это дало бы коэффициент шума 4/3 и коэффициент шума 10 log (4/3) или 1.25 дБ. В качестве альтернативы, если отношение сигнал / шум выражается в децибелах, то довольно легко вычислить коэффициент шума, просто вычитая одно из другого, потому что два числа делятся путем вычитания их логарифмов. Другими словами, если отношение сигнал / шум составляет 13 дБ на входе и только 11 дБ на выходе, тогда схема будет иметь коэффициент шума 13-11 или 2 дБ.Коэффициент шума для каскадных ступенейВ любой конструкции ВЧ-схемы несколько каскадов, вероятно, будут соединены вместе - типичный радиоприемник будет иметь входную настройку, ВЧ-усилитель, возможно, ВЧ-аттенюатор, ВЧ-смеситель и так далее.

Возьмем, к примеру, конструкцию ВЧ-схемы для двух каскадов: сам вход будет иметь шум, равный kTB, и он будет усилен коэффициентами усиления G1 и G2 для обоих каскадов. Будет шум от первого каскада, и он будет усилен вторым каскадом, и, наконец, будет шум из второго каскада. Могут быть добавлены мощности шума, потому что они не коррелированы.

Однако в процессе проектирования ВЧ часто бывает необходимо рассчитать влияние шумовых характеристик различных ступеней на общий коэффициент шума.

Формула коэффициента шума для последовательных или каскадных каскадов показывает, что каскад, который оказывает основное влияние на коэффициент шума для всей конструкции ВЧ-схемы, является первым каскадом. Шумовой вклад этого каскада усиливается последующими каскадами, и в результате последующие каскады вносят меньший вклад в шум, чем больше уровни сигнала.

Анализаторы коэффициента шума предоставляют очень быстрый и простой метод определения коэффициента шума объекта, и в дополнение к этому они также являются точными, что делает их идеальным решением, если они доступны.

Измерения очень просты, требуя, чтобы вход и выход тестируемой цепи были подключены к измерителю коэффициента шума. Прибор настроен, тест инициирован и результаты представлены. Очень простой, но точный тест.

Измерение коэффициента шума анализатора спектра: относительно легко выполнить измерения коэффициента шума с помощью анализатора спектра. Некоторые из этих средств тестирования имеют встроенные процедуры, позволяющие выполнять измерения коэффициента шума.
Существует два основных метода измерения коэффициента шума, оба из которых могут использовать анализатор спектра. Они называются методом усиления и методом Y.Примеры коэффициента шумаСпецификации различных единиц оборудования, используемого для различных типов систем радиосвязи, будут сильно различаться.

Типичный профессиональный или любительский КВ радиоприемник может иметь коэффициент шума на 15 дБ больше и работать вполне удовлетворительно. Более высокий уровень производительности не требуется из-за высокого уровня атмосферного шума. На низких частотах атмосферный шум может быть очень высоким, и даже на частотах около 30 МГц, где спектр граничит с ОВЧ, уровни помех могут быть достаточно высокими, чтобы не гарантировать очень высокие уровни шумовых характеристик.

Однако приемник, используемый для узкополосных приложений на ОВЧ или выше, может иметь коэффициент шума 3 или 4 дБ. Некоторые узкополосные ВЧ усилители часто имеют коэффициент шума около 1 дБ. Однако интересно отметить, что даже лучшие профессиональные широкополосные УКВ-приемники могут иметь коэффициент шума только около 8 дБ. Эти радиоприемники могут использоваться для мониторинга спектра или для различных форм радиосвязи или радиоприема.

Особенно высокие уровни производительности требуются для таких приложений, как радиоастрономия, на частотах, простирающихся в УВЧ-часть спектра и за ее пределы.

Коэффициент шума - очень удобный параметр для использования, поскольку он может предоставить информацию о шумовых характеристиках множества различных элементов в системе. Использование коэффициента шума также позволяет рассчитать общую производительность системы, зная коэффициент шума каждого элемента и уровни усиления. Это означает, что коэффициент шума системы можно легко рассчитать и оптимизировать. Часто для оборудования радиосвязи, используемого для профессиональных или любительских радиоприемников, показатели шума указываются как часть его общей спецификации.

Оставить сообщение 

Список сообщений