Semnalul Minim Detectabil

SEMNALUL MINIM DETECTABIL Puterea totală a zgomotelor la ieşirea unui cuadripol, determinată cu relaţia (5.2) în condiţii de adaptare cu o sursă de semnal echivalentă, pentru care TA = T0 , poate constitui o metodă de cuantificare şi de comparare a performanţelor unui receptor. Această putere, debitată pe sarcină în condiţii de adaptare, PΣ(2) = kT0 Be FK p , este o funcţie de banda echivalentă de zgomot, factorul de zgomot şi coeficientul de amplificare în putere al sistemului şi reprezintă pragul de zgomot raportat la ieşirea acestuia. Relaţia (5.2), luând în considerare întregul sistem interfaţă analogică-interfaţă digitală, devine:

[

]

B  PzΣieş = kT0 Be FR K p 0 = [ FR ] ⋅ [ kT0 (1Hz ) ] ⋅  e  ⋅ K p 0 , 1Hz 

(8.16)

unde au fost scoase în evidenţă patru părţi distincte: FR - care reprezintă factorul de zgomot al sistemului; kT0 (1Hz ) - puterea zgomotelor termice întro bandă de 1Hz, la temperatura T0 = 290K , Be - banda echivalentă de zgomot a sistemului şi K p 0 - coeficientul de amplificare în putere al acestuia. Puterea zgomotelor termice pentru orice sistem cu pierderi, într-o bandă de 1Hz, la T0 = 290K , este: (8.17) N1Hz = kT0 (1Hz ) = 4,002 × 10 −21 W = −174dBm . Convertind relaţia (8.16) în decibeli, obţinem pragul de zgomot de la ieşirea receptorului: 10 log( PzΣieş ) = −174dBm + 10log( Be ) + 10 log( FR ) + 10 log( K p 0 ) .

(8.18)

Semnalul minim detectabil în absenţa zgomotelor externe MDS (când receptorul este excitat de o antenă echivalentă cu TA = T0 ), se raportează la intrarea receptorului şi reprezintă nivelul semnalului aplicat la intrare pentru care puterea semnalului la ieşire este egală cu pragul de zgomot, astfel încât acesta va fi: MDS = −174dBm + 10log( Be ) + 10 log( FR ) .

(8.19)

Aceasta se reflectă în mod direct în distanţa maximă dintre receptor şi emiţător, la care comunicaţia mai este posibilă. Deoarece pragul de zgomot este direct proporţional cu lărgimea de bandă a receptorului, pentru micşorarea acestuia este absolut necesar să reducem banda de trecere la valoarea minimă posibilă, fără a elimina porţiuni din spectrul semnalului util. Posibilităţile de minimizare a benzii de trecere a receptorului rezultă din analiza fig. 8.3.

Fig.8.3 În cazul unor transmisiuni de date, pe măsură ce rata de transfer creşte trebuie mărită şi banda de trecere a receptorului. Aceasta însă este limitată de nivelul minim detectabil al semnalului util impus, astfel încât, în astfel de situaţii vor apare întotdeauna probleme privind optimizarea ratei de transfer şi a benzii ocupate în cazul unei anumite tehnici de modulaţie. O influenţă similară asupra nivelului minim detectabil al semnalului util în absenţa zgomotelor externe, o are şi factorul de zgomot al receptorului, deoarece puterea totală a zgomotelor la intrarea în receptor ia în considerare şi zgomotul adăugat de acesta, transferat la intrare. Prin urmare, atunci când se impune, se va urmări minimizarea factorului de zgomot al receptorului printr-o alegere judicioasă a parametrilor fiecărui etaj al acestuia ( K pi , Fi ).

Fig. 8.4 Semnalul minim detectabil MDS În fig. 8.4 se poate observa modul de evaluare a semnalului minim detectabil pentru un receptor de tip superheterodină.