A rádióvevő érzékenysége a következőket tartalmazza:
A vevő érzékenységének alapjai A jel és a zaj aránya SINAD zaj ábra, NF zajszint Kölcsönös keverés

A jel / zaj arány, az SNR vagy az S / N arány az egyik legegyszerűbb módszer a rádióvevő érzékenységének mérésére.

A jel / zaj arány meghatározza a egy adott jelszint szintkülönbsége a jel és a zaj között. Minél alacsonyabb a vevő által keltett zaj, annál jobb a jel / zaj arány.

Mint minden érzékenységmérésnél, a teljes rádióvevő teljesítményét az elülső RF erősítő fokozatának teljesítménye határozza meg. Az első RF erősítő által előidézett zajt hozzáadják a jelhez, és a vevőben lévő ezt követő erősítők erősítik.

Mivel az első RF erősítő által bevezetett zaj a legjobban felerősödik, ez a rádióerősítő válik a legkritikusabbá a rádióvevő érzékenységének általános RF áramköri kialakítása szempontjából.

Ennek megfelelően minden rádióvevő RF-áramkörének fókuszában a rádió kezdeti szakaszaira kell összpontosítania, mivel ezek messze a legnagyobb hatással vannak a jel-zaj teljesítményre.

A jel-zaj S / N arány SNR fogalma

Bár a rádióvevő érzékenységének mérésére számos módszer létezik, az S / N arány vagy az SNR az egyik legegyszerűbb, és ezt használják különféle alkalmazásokban.

A jel / zaj arány fogalmát sok más területen alkalmazzák, beleértve az audiorendszereket és a körzet számos más területét. megtervezi.

A rendszerben lévő jel és zaj aránya könnyen felfogható, ezért sok területen széles körben használják.

Ennek ellenére számos korlátozások, és bár széles körben használják, gyakran más módszereket is alkalmaznak, beleértve a zajszámot is. Mindazonáltal az S / N arány vagy az SNR fontos specifikáció, és széles körben használják számos RF áramkör tervezési teljesítményének mérésére, különösen a rádióvevő érzékenységére

A különbség általában a jel és a jel arányában jelenik meg zaj, S / N, és ez általában decibelben van kifejezve. Mivel a jel bemeneti szintje nyilvánvalóan befolyásolja ezt az arányt, meg kell adni a bemeneti jel szintjét. Ezt általában mikrovoltban fejezik ki. Jellemzően megadnak egy bizonyos bemeneti szintet, amely szükséges a 10 dB jel / zaj arány megadásához.

Jel / zaj arány meghatározása

Gyakran hasznos, ha a jel és a zaj tömör meghatározása van. arány, mivel ez megkönnyítheti a rádióvevő adatlapjainak általános specifikációinak ellenőrzését.

Ez a jel / zaj arány meghatározás megmagyarázza a jel / zaj arány különböző elemeit, amelyeket ellenőrizni kell, ha az adatlap bármely SNR specifikációját megnézzük stb.

Jel / zaj arány formula

A jel / zaj arány a kívánt jel és a nem kívánt háttér aránya zaj. A legalapvetőbb formájában az alábbi S / N arány képlet segítségével fejezhető ki:

Szokásos, hogy a jel / zaj arányt logaritmikus alapon fejezzük ki, decibelek segítségével az alábbi képlettel:

Ha az összes szintet decibelben fejezzük ki, akkor a képlet egyszerűsíthető az alábbi egyenlettel:

A teljesítményszinteket olyan szintekben lehet kifejezni, mint dBm (decibel relatív) milliwattra, vagy valamilyen más szabványra, amellyel a szinteket össze lehet hasonlítani.

A sávszélesség hatása az SNR-re

A készlet alapvető teljesítményén kívül számos más tényező is befolyásolja a jel / zaj arányt, az SNR specifikációja. Az első a vevő tényleges sávszélessége. Mivel a zaj az összes frekvencián eloszlik, minél szélesebb a vevő sávszélessége, annál nagyobb a zajszint. Ennek megfelelően meg kell adni a vevő sávszélességét.

Pontosabban a zajteljesítmény kiszámítható:

Hol:
k = Boltzmann állandója
T = hőmérséklet abszolút fokokban
R = az áramkör ellenállása

Érdemes megjegyezni, hogy a zajszint független a rendszer impedanciájától, mivel a zajteljesítmény csak arányos Boltzmann állandójával, sávszélességével és hőmérsékletével.

A rádióvevő specifikációi szempontjából a fő szempont a mérés sávszélessége.

Valójában erre szolgál oka annak, hogy gyenge jelek vételekor egy rádiós kommunikációs rendszerben a sávszélesség a minimális szintre csökken, összhangban azzal, hogy a jelet oldalsávjaival fogadja. Ez csökkenti a termikus zajt, valamint a csatornán kívüli interferenciát.

A jel / zaj arány mérése

A jel / zaj arány mérésének módja viszonylag egyszerű – kevés tesztberendezés szükséges és a módszer meglehetősen egyszerű.

A teszt elvégzéséhez szükséges berendezés két teszteszközből áll. A fő egy RF jelgenerátor. Ennek a teszteszköznek nyilvánvalóan olyan frekvenciatartományban kell lennie, amely lefedi a rádióét. Ugyancsak lehetővé kell tenni a kimeneti szint pontos beállítását a vizsgált rádió várható érzékenységének szintje körül és alatt, anélkül, hogy a generátorban lévő végső csillapító körül jel szivárogna. Az RF jelgenerátornak rendelkeznie kell a rádiónak megfelelő kimeneti impedanciával is – általában 50Ω

A másik teszteszköz, amelyre szükség van, egy igazi RMS voltmérő, amely képes mérni a rádió hangkimenetét.

A generátor kikapcsolt állapotában 50 Ω-os egyezést kap a vevő, és az audiómérő felismeri a vevő által generált zajt. Ezt a szintet megjegyzi, és a jel bekapcsol. A szintjét addig kell beállítani, amíg az audiomérő olyan szintet nem olvas, amely 10 dB-rel magasabb, mint önmagában a zaj. A generátor szintje megegyezik a 10 dB jel-zaj viszony megadásához.

Az utolsó állítás nem volt szigorúan igaz. Míg a zaj első leolvasása meglehetősen pontos, a jel második leolvasása némi zajt is tartalmaz. Ennek fényében sok gyártó egy kissé eltérő arányt fog megadni: a jelet, valamint a zajt és a zajt (S + N / N). A gyakorlatban a különbség nem különösebben nagy, de az S + N / N arány megfelelőbb.

A jelnek is alacsony szinten kell lennie, és ha lehetséges, az automatikus erősítésszabályozást egyébként ki kell kapcsolni az eredmények torzak lehetnek.

Megjegyzendő pontok a jel / zaj arány mérésekor

SNR, a jel / zaj arány nagyon kényelmes módszer a vevő érzékenységének számszerűsítésére, de ott néhány szempont, amelyet figyelembe kell venni a jel / zaj arány értelmezésénél és mérésénél.

Ezek vizsgálatához meg kell vizsgálni, hogy a jel / zaj arány, az SNR hogyan mérhető. Kalibrált RF jelgenerátort használnak a vevő jelforrásaként. Pontos módszerrel kell rendelkeznie a kimeneti szint nagyon alacsony jelszintre történő beállítására. Ezután a vevő kimenetén valódi RMS AC feszültségmérőt használnak a kimeneti szint mérésére.

• S / N és (S + N) / N A jel / zaj arány mérésekor a mérésnek két alapeleme van. Az egyik a zajszint, a másik a jel. A mérések elvégzésének eredményeként gyakran a jelmérés magában foglalja a zajt is, vagyis ez egy jel plusz zajmérés.

  Ez általában nem jelent túl nagy problémát, mert a jelszint feltételezhetően sokkal nagyobb, mint a zaj. Ennek fényében néhány vevő gyártója egy kissé eltérő arányt fog megadni: a jel plusz a zaj és a zaj (S + N / N). A gyakorlatban a különbség nem nagy, de az S + N / N arány megfelelőbb.

• PD és EMF A specifikációban a jelgenerátor szintje alkalmanként megemlíti, hogy ez akár PD, akár EMF. Ez valójában nagyon fontos, mert a két szint között 2: 1 tényező van. Például 1 mikrovoltos EMF. és a 0,5 mikrovoltos PD megegyezik.

  Az EMF (elektromotoros erő) a nyitott áramkör feszültsége, míg a PD (potenciálkülönbség) a generátor terhelésénél mérhető. A generátorszintű áramkör működésének eredményeként feltételezi, hogy helyes (50 Ohm) terhelést alkalmaztak. Ha a terhelés nem ez az érték, akkor hiba lép fel. Ennek ellenére a legtöbb berendezés PD értékeket vesz fel, hacsak másképp nem szerepel, de mindig érdemes ellenőrizni, ha lehetséges.

Jel / zaj arány specifikációk

A jel / zaj arány gyakran a rádióvevő specifikációjában vagy adatlapjában részletezett paraméterek egyike.

Annak érdekében, hogy a specifikáció értelmes legyen, a specifikációnak különféle elemeket és vizsgálati feltételeket kell megadnia.

• Maga a jel / zaj arány: Nyilvánvalóan ez az alapvető specifikáció, és ez a kívánt jel és a zaj közötti különbség.

• Jelszint: A jelszintnek nagy hatása van a jel / zaj arányra, ezért meg kell adni a jelszintet. Jellemzően, amikor az érzékenységi szintet megadjuk az SNR szempontjából, akkor megadjuk azt a bemeneti jelszintet, amely szükséges egy rögzített ábra, általában 10dB jel-zaj viszonyának megadásához.

• Sávszélesség: Mivel a sávszélességnek közvetlen hatása van a zajszintre, a sávszélességet meg kell adni a specifikációban. Az alkalmazott sávszélességi adatok általában az alkalmazott modulációs típusokra vonatkoznak, gyakran 6kHz AM, 3kHz SSB és keskenyebb Morse esetén.

• Moduláció: A jel / zaj arány a használt moduláció típusa. Jellemzően a jel / zaj arányt használják az AM és az SSB számára.

  Ezenkívül kiderül, hogy az AM használata esetén a moduláció szintje hatással van. Minél nagyobb a moduláció szintje, annál nagyobb a vevő hangkimenete. A zajteljesítmény mérésekor megmérik a vevő hangkimenetét, ennek megfelelően az AM modulációs szintjének hatása van. Ehhez a méréshez általában 30% -os modulációs szintet választanak.

• Hőmérséklet: Elméletileg a hőmérséklet hatással van a zajszintre, mivel a vevő zajának nagy része termikus. Ezért a hőmérsékletnek van hatása, de a valóságban feltételezzük, hogy a hőmérséklet szobahőmérséklet, 20 ° C.

• PD / EMF: A specifikációknak meg kell adniuk, hogy a bemeneti jel szintje jelentése PD vagy EMF. A gyakorlatban erre ritkán kerül sor, és általában feltételezik, hogy a mérés a potenciális különbség.

• Frekvencia: A rádióvevők adatlapjaiban használt legtöbb jel / zaj arány érzékenységi specifikációban a jel / zaj arányt különféle frekvenciasávokra adják meg. Mivel maga a rádió érzékenysége különböző frekvenciák és sávok szerint változik, szükséges, hogy az érzékenységi adatok megfelelő pontokat kapjanak.

Elég szabványos összehasonlítani a különféle vevőkészülékek S / N arányának specifikációit, általában a beállított paraméterekre vonatkozik a teljesítmény. Jellemzően a bemeneti feszültséget adják meg a 10 dB jel és zaj arányhoz.

HF rádiós kommunikációs vevő esetén általában számíthatunk arra, hogy az SSB vagy a Morse esetében egy 10 dB-es S / N értéket 0,5 mikrovolt tartományban, 3 kHz-es sávszélességben találunk. AM esetén 1,5 mikrovoltos érték látható egy 10 dB-es S / N mellett 6 kHz sávszélességben, 30% -os moduláció mellett.

Mivel az érzékenység az alkalmazott moduláció típusától, a sávszélességtől és a rádió által lefedett frekvenciasávoktól függően változik, gyakran egy táblázatot adunk az összes szükséges kombinációra.

Noha számos paramétert használnak a rádióvevők érzékenységének meghatározásához, a jel / zaj arány az egyik legalapvetőbb és könnyen érthető. Ezért széles körben használják számos rádióvevőhöz, amelyeket a sugárzott vételtől kezdve a vezetékes vagy mobil rádiós kommunikációig használnak.

További alapvető rádiótémák:
Rádiójelek modulációs típusai & technikák Amplitúdó moduláció Frekvenciamoduláció OFDM RF keverés Fáziszárt hurkok Frekvenciaszintetizátorok Passzív intermoduláció RF csillapítók RF szűrők RF keringető Rádióvevő típusok Szuperhet rádió Vevő szelektivitás Vevő érzékenység Vevő erős jelkezelés Vevő dinamikus tartománya
Vissza a Rádió témák menübe. . .