Bri Figi (NF) Prensip Fondamantal nan: Ki sa ki Li & Kijan Pou Sèvi ak li Pou Ede Ou Design Yon resipyan - Etap Single.

Figi bri (NF): yon mit kòm byen ke yon paramèt RF enpòtan.

Li se youn nan tèm yo ke yon anpil nan RF moun ki gen difikilte pou reyèlman konprann epi aplike.

Gen fòmil konplike ki enplike jwenn ou trè konfonn yon fwa ou travay nan yo.

Epi ou ta ka gen difikilte pou aplike yo byen pou desine yon reseptè.

Lè konsepsyon sikwi pou itilize ak siyal trè fèb, bri se yon konsiderasyon enpòtan.

Figi bri (NF) se yon mezi nan konbyen lajan yon aparèy degrade siyal la Bri Bri (SNR), ak pi ba valè ki endike pi bon pèfòmans.

Bwi kontribisyon nan chak aparèy nan chemen an siyal yo dwe ba ase ke li pa pral siyifikativman degrade siyal la Bri Pwopòsyon.

Mwen pral montre w konsèp RF fasil epi komen sa yo epi ou pral evantyèlman kapab konsevwa ak konplete pwojè RF ak pwodwi vendable nan yon tan trè kout san yo pa fè yon anpil nan erè.

Mwen pral bay tou kèk resous pou moun nan nou ki ta renmen aprann plis detay avanse.

Ki sa ki se "kTB"?
Anvan diskite sou faktè bri ak figi bri, nou bezwen konnen pi byen sou bri reseptè.

Premye bagay nou bezwen konnen se gen yon bri tèmik toupatou nan espas la e sa se pouvwa bri minim nou bezwen fè fas ak manyen.

Pa gen fason nou ka debarase m de li.

Ta konsepsyon reseptè yo te pi fasil si sa a bri debaz pa t egziste.

Tout lòt kalite bri yo pa dezirab e nou ta dwe fè tout sa nou kapab pou nou minimize yo.

Anjeneral nou eksprime bri nan Watts depi li nan yon sèl kalite pouvwa.

Anplitid nan pouvwa sa a bri tèmik se:

Bri tèmik = k (jouli / ˚k) × T ()K) × B (Hz)

Kote K se konstan Boltzmann nan Joules / ˚K, T se tanperati a nan ° Kelvin (° K), ak B se la la nan Hz.

Si,
k = 1.38 × 10−23
T = 290 ° K (ekivalan a 17 ° C oswa 62.6 ° F)
Epi,
B = 1Hz
Lè sa a,
Thermal Noise =1.38×10−23×290×1
= 4.002 × 10−21W / Hz
= 4.002 × 10−18mW / Hz

Si nou konvèti li nan dBm, lè sa a,
4.002×10−18mW/Hz=10log(4.002×10−18)
= 6.0−180 = −174dBm / Hz
Sa a se kantite pouvwa tèmik bri nan yon 1 Hz Pleasant @ 17 ° C epi ou ta dwe sonje nimewo sa a pa kè anvan ou travay ak figi bri.

Bri Tèmik ak Tanperati:

Tablo ki anba a montre bri tèmik pou chak hertz kont tanperati a:

Kòm ou ka wè nan tablo sa a, diferans lan tèmik bri ant sa yo 2 tanperati ekstrèm -40 ° C ak 75 ° C se sèlman

−173.2−174.9 = 1.7dBm

Se poutèt sa, pou dedomajman pou konvenyans, anjeneral nou pran nimewo presegondè a 17 ° C (290 ° K) & -174 dBm kòm referans.

Bri Thermic ak operasyon frekans la Bandwidth:

Pou yon MHz 1 de band,

Bri tèmik = −174dBm + 10log (1 × 106)

= −114dBm

Nou pral vlope moute "bri tèmik" ak 2 kesyon yo teste konbyen lajan ou konnen sou tèm sa a. Ou dwe konnen li byen anvan ou kontinye wè paramèt enpòtan sa a "Figi bri" ke nou pral diskite sou anba a:

Q1:  Konbyen dBm pou chak Hertz se bri tèmik la nan -25 ° C?

Ans.     -174.7 dBm

Q2: Konbyen dBm ki total bri tèmik ak yon band de 250 kHz nan 65 ° C?

Ans.     -119.3 dBm


Siyal pou fè rapò bri (SNR)
 


Sansiblite Reseptè se yon mezi kapasite yon reseptè pou demodule epi jwenn enfòmasyon nan yon siyal fèb. Nou kalifye sansiblite kòm nivo pouvwa siyal ki pi ba kote nou ka jwenn enfòmasyon itil.

Siyal la pi fèb yon reseptè ka fè diskriminasyon se yon fonksyon nan konbyen bri tèmik reseptè a ajoute nan siyal la. Siyal la ak rapò bri a se fason ki pi pratik nan quantifier efè sa a.

Pou rapò siyal ak bri,

SNRin = Sin / Nin

Ki kote Sin se nivo siyal opinyon an ak Nin se nivo a opinyon bri.

Pou siyal pwodiksyon rapò bri,

SNRout = Sout / Nout

Kote Sout se nivo siyal pwodiksyon an ak Nout se nivo bri pwodiksyon an.

Depi kTB se toupatou, Sout / Nout pa janm ka pi bon pase Sin / Nin. Se poutèt sa, sitiyasyon an pi byen ou ka gen se:

Sout / Nout = Sin / Nin, (SNRout = SNRin)
 
Faktè Bri (F) &
Bwi Figi (NF)
Nou bezwen defini de tèm sa yo "Faktè bri" ak "Figi bri" anvan ou ale pi lwen.

Faktè bri (F) = Sin / NinSout / Nout = SNRinSNRout
Faktè bri se yon mezi ki jan se rapò a siyal ak bri degrade pa yon aparèy.

Ou bezwen sonje definisyon sa a pa kè anvan ou kapab travay ak figi bri.

Yon sikwi elektwonik pafè (ki pa egziste) ta gen yon faktè bri nan 1.

Nan mond reyèl la, li toujou pi gran pase 1.

Epi tou senpleman,

= journal (SNRin) −log (SNRout)

Figi bri toujou pi gran pase 0 dB.

Mwen ta renmen eksplike sa yo 2 tèm enpòtan lè l sèvi avèk 3 egzanp anba a epi mwen espere ou pral pran tan yo swiv nan chak etap yon sèl.

Egzanp # 1
Si sikui elektwonik la transparan, lè sa a genyen 0, nivo entèn bwi Nkkt se tou 0.

Ans.

Depi Sin = Sout ak Nin = Nout

Faktè Bri (F) = 1 ak

Bri Figi (NF) = 10log (1) = 0

Sa a ki kalite kous prèske pa egziste.

Egzanp # 2
Si sikui elektwonik la se yon rezistan 6 dB π rezo atenuateur (-6 DB), ki sa ki faktè a bri?

Ans.

Tou de Sin ak Nin gen 6 dB nan pèt, se konsa

Sout = (1/4) Sin ak sipozeman,

Nout = (1/4) Nin

Men, bri tèmik minim nan nenpòt kote se kTB

Se konsa,
Nout = kTB
Se poutèt sa,
Faktè bri (F) = Sin / NinSout / Nout
= Sin / kTB (1/4) Sin / kTB = 4
Epi,
Bri Figi (NF) = 10log (4) = 6dB
Figi a bri se egzakteman menm jan ak 6dB a diminisyon, jan yo espere a.

Egzanp # 3

Yon anplifikatè gen yon benefis 12 dB epi figi bri a se 3 dB,

(a) ki sa ki nivo a bri pou chak HZ (nan dBm) nan pò a pwodiksyon, ak

(b) ki sa ki bri a siplemantè pou chak HZ (nan dBm) ki te kreye nan anplifikatè sa a?




Ans.

(A).
Depi,
Se konsa,

Sout = 16 × Sin

Sin / Nin16Sin / Nout = 1.995

Se poutèt sa, nivo bri (nan dBm) nan pò pwodiksyon an se:

=10log31.9+10logkTB=15.0−174

= −159.0dBm

(B).

Apre sa,

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

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

Apre kèk etap nan operasyon

x = 15

Se konsa, bri siplemantè a (nan dBm) ki te kreye nan anplifikatè sa a se:

15kTB=15×4.0×10−18mW

= 6.0 × 10−17mW = −162.2dBm

 

Oke, tan vlope moute atik sa a. Ou renmen konnen si ou reyèlman konprann ki sa figi bri se ak ki jan yo sèvi ak li? Chèche konnen de kesyon 2 sa yo:

Q1: Yon LNA gen yon benefis nan 20 dB. Si nivo a bri mezire nan pò a pwodiksyon se -152 dBm / Hz, Lè sa a, ki sa ki NF a nan anplifikatè sa a?

Repons. 2 dB

Q2: NF a nan yon anplifikatè se 1.0 dB ak operasyon an frekans frekans se 200 kHz, si pwodiksyon mezi pò nivo bri a se -132 dBm, ki sa ki genyen nan anplifikatè sa a?

Ansyen. 18 dB

Kite yon mesaj 

mesaj Lis