Medição de Ruído Eletrônico / RF
O ruído eletrônico de RF é um importante fator limitante de desempenho em muitas aplicações, o que significa que ele precisa ser medido para quantificar e melhorar o desempenho.
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Ruído Eletrônico e de RF Inclui:
Noções básicas de ruído | Medição de ruído
Tópicos de ruído de RF:
Ruído de avalanche | Ruído de explosão | Ruído de cintilação | Ruído de fase | Ruído de disparo | Ruído térmico
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O ruído é um fator muito importante na maioria dos circuitos eletrônicos. Em muitos casos, o nível de ruído é importante e seu nível precisa ser medido para garantir que esteja dentro dos limites aceitáveis, ou precisa ser medido para que os níveis possam ser melhorados.
Em vista disso, é necessário dispor de métodos padronizados de avaliação e medição dos níveis de ruído, para depois especificá-los.
Desta forma, os níveis de ruído de RF podem ser medidos e então comparados com outros circuitos similares e itens de equipamentos de teste.
Especificações de ruído
Existem muitas maneiras de especificar o ruído em circuitos eletrônicos. A forma como é especificado depende da aplicação.
Uma das primeiras maneiras pelas quais o ruído foi especificado foi relacionada aos receptores de rádio. Aqui, as especificações de ruído referem-se à sensibilidade do receptor e incluem especificações, incluindo relação sinal-ruído, figura de ruído e semelhantes.
Nota sobre a sensibilidade do receptor:
O principal fator limitante na sensibilidade do receptor é o ruído. Assim, as especificações de sensibilidade do receptor giram em torno das especificações de ruído. As principais especificações do receptor são relação sinal-ruído, SINAD e figura de ruído. Cada um analisa o desempenho do receptor em relação ao ruído.
Para muitas outras aplicações, a densidade espectral de ruído é usada. Esta é uma medida da potência do ruído dentro de uma determinada largura de banda. A densidade de potência do ruído tem a dimensão de potência/frequência.
Normalmente a especificação é especificada em dBm e dentro de uma largura de banda de 1 Hz, ou seja, dBm/Hz.
Curiosamente o ruído térmico em um sistema de 50Ω em temperatura ambiente é de -174 dBm/Hz.
É fácil relacionar isso com outras larguras de banda:
| LARGURA DE BANDA (ΔF) HZ | POTÊNCIA DE RUÍDO TÉRMICO DBM |
|---|---|
| 1 | -174 |
| 10 | -164 |
| 100 | -154 |
| 1k | -144 |
| 10k | -134 |
Técnicas de medição de ruído
Existem muitas maneiras de medir o ruído em um sistema eletrônico de RF. Existem medidores especializados para medição de figuras de ruído, SINAD e outras figuras. Além destes, equipamentos de teste padrão também podem ser usados.
- Método do medidor: É possível utilizar um medidor simples e outros elementos para medir os níveis de ruído. O conceito de sistema de medição de ruído pode ser explicado observando o que é necessário. O sistema de medição de ruído mostra um circuito de medição típico. O ruído gerado pela unidade em teste é amplificado para um nível adequado – o ganho do amplificador deve ser conhecido.
O medidor usado deve ter uma capacidade média, porque o nível de ruído é aleatório e pode variar. Embora a maioria dos medidores digitais tenham uma capacidade de média, os medidores analógicos calculam inerentemente a média de quaisquer alterações.
- Analisador de espectro: A maioria dos analisadores de espectro modernos possui recursos integrados para medir os níveis de ruído. As configurações do analisador devem ser selecionadas para garantir que as condições ideais sejam definidas. Isso dependerá em grande parte do analisador usado.
Precauções de medição de ruído
Uma das maneiras mais fáceis de medir os níveis de ruído é usar um analisador de espectro. É capaz de determinar a potência do ruído em uma determinada largura de banda. Isso pode ser relacionado a outra largura de banda, dimensionando o nível de potência medido para a largura de banda necessária.
No entanto, existem outros fatores a ter em conta.
- Formato do filtro: Como o formato do filtro do analisador de espectro não é completamente quadrado e precisa de uma banda finita para mudar de banda passante para banda de parada, esse formato precisa ser acomodado ao calcular o ruído em uma determinada largura de banda.
Filtrar respostas para medição de ruídoFelizmente, este é um cálculo simples para analisadores modernos que podem fornecer leituras de potência de ruído em uma determinada largura de banda – isso geralmente é normalizado para dBm / Hz.
- Desempenho de ruído do analisador de espectro: O desempenho de ruído do analisador de espectro deve ser melhor do que o ruído a ser medido. Se não for esse o caso, as leituras dadas refletirão apenas o desempenho do analisador de espectro e não o da unidade em teste.
O desempenho de ruído de muitos circuitos eletrônicos e de radiofrequência é crucial para a operação de todo o item. Tudo, desde receptores de rádio a amplificadores de áudio e itens como câmeras, depende do desempenho de ruído de várias áreas do sistema geral e é necessário fazer medições de ruído.
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