Mürafiguuri (NF) põhitõed: mis see on ja kuidas seda kasutada, et aidata teil vastuvõtja kujundada - üheastmeline.

Müra joonis (NF): müüt kui ka oluline raadiosageduse parameeter.

See on üks tingimusi, mida paljudel raadiosagedusega inimestel on keeruline tõeliselt mõista ja rakendada.

Kaasatud on keerulised valemid, mis muudavad teid väga segaseks, kui olete nende läbi töötanud.

Ja vastuvõtja kujundamisel võib olla keeruline neid õigesti rakendada.

Äärmiselt nõrkade signaalidega vooluahelate kavandamisel on oluline arvestada müraga.

Müra joonis (NF) on mõõt, mis näitab, kui palju seade halvendab signaali ja müra suhet (SNR), madalamate väärtustega näidates paremat jõudlust.

Iga seadme müratase signaaliteel peab olema piisavalt madal, et see ei halvendaks märkimisväärselt signaali ja müra suhet.

Ma näitan teile neid lihtsaid ja levinumaid raadiosageduse kontseptsioone ning saate lõpuks väga lühikese aja jooksul kavandada ja lõpule viia raadiosideprojekte ja müüdavaid tooteid ilma palju vigu tegemata.

Esitan paar ressurssi ka neile, kes sooviksid teada saada täpsemaid üksikasju.

Mis on “kTB”?
Enne mürateguri ja mürataseme arutamist peame paremini tundma vastuvõtja müra.

Esimene asi, mida peame teadma, on kosmose kõikjal soojusmüra ja see on minimaalne mürajõud, millega peame silmitsi seisma ja hakkama saama.

Mitte mingil juhul ei saa me sellest lahti.

Vastuvõtja kujundamine oleks olnud palju lihtsam, kui seda põhilist müra poleks olnud.

Kõik muud tüüpi mürad pole soovitavad ja me peaksime andma endast parima, et neid võimalikult vähe vähendada.

Tavaliselt väljendame müra vattides, kuna see on ühte tüüpi võimsus.

Selle termilise müra võimsuse amplituud on:

Termiline müra = k (džaulid / ˚K) × T (˚K) × B (Hz)

Kus B on Boltzmanni konstant džaulides / ˚K, T on temperatuur kraadides kelvinites (° K) ja B on ribalaius hertsides.

Kui
k = 1.38 × 10−23
T = 290 ° K (vastab 17 ° C või 62.6 ° F)
Ja,
B = 1 Hz
Seejärel
Thermal Noise =1.38×10−23×290×1
= 4.002 × 10–21 W / Hz
= 4.002 × 10–18 mW / Hz

Kui teisendame selle dBm-ks, siis
4.002×10−18mW/Hz=10log(4.002×10−18)
= 6.0−180 = −174dBm / Hz
See on soojusliku müra võimsus 1 Hz ribalaiuses @ 17 ° C ja seda arvu peaksite enne mürajoonisega töötamist südamest meelde jätma.

Termiline müra ja temperatuur:

Allolevas tabelis on esitatud termiline müra hertsides versus temperatuur:

Nagu tabelist näete, on nende kahe äärmusliku temperatuuri -2 ° C kuni 40 ° C termilise müra erinevus ainult

−173.2−174.9 = 1.7 dBm

Seetõttu võtame mugavuse huvides viidetena tavaliselt keskmise numbri 17 ° C (290 ° K) & -174 dBm.

Termiline müra ja töösageduse ribalaius:

1 MHz ribalaiuse jaoks

Termiline müra = −174dBm + 10log (1 × 106)

= −114dBm

Paneme kokku termilise müra 2 küsimusega, et testida, kui palju te selle mõiste kohta teate. Enne selle olulise parameetri “Müra joonis” nägemist, mida arutame allpool, peate seda põhjalikult teadma:

Q1:  Mitu dBm hertsis on termiline müra temperatuuril -25 ° C?

Ans.     -174.7 dBm

Q2: Mitu dBm on kogu termiline müra ribalaiusega 250 kHz 65 ° C juures?

Ans.     -119.3 dBm


Signaali ja müra suhe (SNR)
 


Vastuvõtja tundlikkus on vastuvõtja võime mõõta nõrgast signaalist demodulatsiooni ja teavet. Kvantifitseerime tundlikkust kui madalaimat signaalivõimsuse taset, millest saame kasulikku teavet.

Nõrgeim signaal, mida vastuvõtja suudab eristada, sõltub funktsioonist, kui palju termilist müra vastuvõtja signaalile lisab. Signaali ja müra suhe on selle efekti kvantifitseerimiseks kõige mugavam viis.

Sisendsignaali ja müra suhte jaoks,

SNRin = Sin / Nin

Kus Sin on sisendsignaali tase ja Nin on sisendmüra tase.

Väljundsignaali ja müra suhe,

SNRout = Sout / Nout

Kus Sout on väljundsignaali tase ja Nout on väljundi müratase.

Kuna kTB on kõikjal, ei saa Sout / Nout kunagi parem olla kui Sin / Nin. Seetõttu on parim võimalik olukord:

Sout / Nout = Sin / Nin, (SNRout = SNRin)
 
Mürategur (F) ja
Müra joonis (NF)
Enne kaugemale minekut peame määratlema need kaks mõistet “müratase” ja “müratase”.

Mürafaktor (F) = Sin / NinSout / Nout = SNRinSNRout
Müra tegur on mõõt, mis näitab, kuidas seade signaali ja müra suhet vähendab.

Enne kui saate mürafiguuriga töötada, peate seda määratlust südamest meeles pidama.

Täiusliku elektroonilise vooluringi (mida pole olemas) mürategur on 1.

Reaalses maailmas on see alati suurem kui 1.

Ja lihtsalt,

= log (SNRin) −log (SNRout)

Müratase on alati suurem kui 0 dB.

Tahaksin selgitada neid kahte olulist terminit, kasutades allpool toodud kolme näidet ja loodan, et teil kulub iga sammu läbimiseks aega.

Näide nr 1
Kui elektrooniline vooluring on läbipaistev, siis võimendus on 0, sisemine müratase Nckt on ka 0.

Ans.

Kuna Sin = Sout ja Nin = Nout

Mürategur (F) = 1 ja

Müra joonis (NF) = 10log (1) = 0

Seda tüüpi vooluringi peaaegu ei eksisteeri.

Näide nr 2
Kui elektrooniliseks vooluahelaks on 6 dB takisti π võrgu summuti (-6 DB), siis milline on mürategur?

Ans.

Nii Sinil kui ka Ninil on 6 dB kaotusi, seega

Sout = (1/4) patt ja väidetavalt,

Nout = (1/4) Nin

Kuid minimaalne termiline müra on kTB.

Niisiis,
Nout = kTB
Seetõttu
Mürafaktor (F) = Sin / NinSout / Nout
= Sin / kTB (1/4) Sin / kTB = 4
Ja,
Müra joonis (NF) = 10log (4) = 6dB
Müratase on ootuspäraselt täpselt sama, mis sumbumine 6dB.

Näide nr 3

Võimendi võimendus on 12 dB ja müra on 3 dB,

a) milline on müratase Hz (dBm) väljundpordis ja

(b) milline on selles võimendis tekitatav lisamüra Hz (dBm) kohta?




Ans.

(A).
Kuna
Niisiis,

Sout = 16 × Sin

Sin / Nin16Sin / Nout = 1.995

Seetõttu müratase (dBm) väljundpordis on:

=10log31.9+10logkTB=15.0−174

= −159.0dBm

(b).

And

Nout = 16 × Nin + (x + 1) kTB = (17 + x) kTB

F = Sin / kTB16Sin / (17 + x) kTB = 2

Pärast paari toimingut

x = 15

Seega on selle võimendi lisamüra (dBm):

15kTB=15×4.0×10−18mW

= 6.0 × 10−17mW = −162.2dBm

 

Olgu, aeg see artikkel kokku panna. Kas teile meeldib teada saada, kas saate tõepoolest aru, mis mürajoon on ja kuidas seda kasutada? Uurige neid kahte küsimust:

Q1: LNA võimendus on 20 dB. Kui mõõdetud müratase väljundportil on -152 dBm / Hz, siis mis on selle võimendi NF?

Ans. 2 dB

Q2: Võimendi NF on 1.0 dB ja töösageduse ribalaius 200 kHz, kui mõõdetud väljundporti müratase on -132 dBm, siis mis on selle võimendi võimendus?

Ans. 18 dB

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri