天线信噪比和噪声系数概述
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噪声系数的含义和测量方法噪声系数的含义噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。
把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。
在日常生活中,我们可以看到噪声会降低电视画面的质量,也会使无线通信的话音质量变差;在诸如雷达等的军用设备中,噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中,噪声则会增加系统的误码率。
电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度,为了达到这个目的,可以用把信号提高的办法,也可以用把噪声降低的办法。
在像雷达这样的发射接受系统中,提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率,或使用大口径天线。
降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比,但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的,系统设计人员控制不了这方面的因素。
还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。
与使用提高发射机功率的方法相比,降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。
噪声系数的定义是很简单和直观的。
一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比:F=(Si/Ni)/(So/No)Si=输入信号的功率So=输出信号的功率Ni=输入噪声功率No=输出噪声功率把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF),NF=10*log(F)。
这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的,包括那些可以把在一个频率上的输入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络,例如上变频器或下变频器。
为了更好地理解噪声系数的定义,我们来看看放大器的例子。
放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益,如果这个放大器是一个很理想的器件的话,其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益,结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。
无线电通信名词解释【音频】又称声频,是人耳所能听见的频率。
通常指15~20000赫(Hz)间的频率。
【话频】是指音频范围内的语言频率。
在一般电话通路中,通常指300~3400赫(Hz)间的频率。
【射频】无线电发射机通过天线能有效地发射至空间的电磁波的频率,统称为射频。
若频率太低,发射的有效性很低,故习惯上所称的射频系指100千赫(KHz)以上的频率。
【视频】电视信号所包含的频率范围自几十赫至几兆赫,视频是这一频率的统称。
【载波】起运载信息作用的正弦波或周期性脉冲,叫做载波(或载频),随着信号波的变化,使载波的幅度、频率或相位作相应的变化。
【信号】用来表达或携带信息的电量。
【信道】按传递信息的特性而划分的通路。
包括可能实现而尚未实现的通路在内。
【模拟信号】在时间上是连续的或对某一参量可以取无限个值的信号。
【数字信号】所谓数字信号,是指信号是离散的、不连续的。
这是信号只能按有限多个阶梯或增量变化和取值。
换言之,对于数字信号,只需计算阶梯的数目而无需考虑阶梯内信号的大小(最常用的是二进制编码)。
【波段】在无线电技术中,波段这个名词具有两种含义。
其一是指电磁波频谱的划分,例如长波、短波、超短波等波段。
其二是指发射机、接收机等设备的工作频率范围的划分。
若把工作频率范围分成几个部分,这些部分也称为波段,例如三波段收音机等。
【波道】通信设备工作时所占用的通频带叫波道。
通常一个通信设备在它所具有的频率范围内有许多个波道。
【通频带】一个电路所允许顺利通过的电流的频率范围,称为该电路的通频带。
一般规定在电流等于最大电流值的0.707倍范围内上下两个频率之间的宽度为通频带。
【频率覆盖】通信设备工作的频率范围,称为频率覆盖。
而最高工作频率与最低工作频率之比,称为频率覆盖系数。
【截止频率】用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
一、基本概念1)噪声系数噪声系数= 输入端信噪比/输出端信噪比噪声系数越小越好2)接收机灵敏度接收机灵敏度定义了接收机可以接收到的并仍能正常工作的最低信号强度。
灵敏度是一个功率电平,通常用dBm表示(一般是一个较大的负dBm 数)。
灵敏度= -174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NFBW指的是中频带宽,Eb/N0与信噪比相关;对于确定的射频系统,BW 及Eb/N0都是确定值,因此射频系统中影响接收机灵敏度的关键因子是噪声系数NF。
-174dBm的来历:单位Hz噪声功率,也即常温下的热噪声功率谱密度KTB = 1.38*10-23 * (273.15 + 18)* 1 = -174dBmSNR即信噪比SNR = (Eb*R)/(N0*B)R为数据比特速率B为信号占用带宽,在扩频系统中通常和chip rate取同样的值香农定理:R = B*log2(1+SNR)R为数据传输速率在R一定的条件下,增大信号带宽B,可以降低对信噪比的要求。
扩频系统就是采用增大信号占用带宽的方法来降低对信噪比的要求某高人对于灵敏度的另一种理解:灵敏度实际上是指满足指定Eb/N0的最小信号功率,如果数据比特速率R一定,增大信号占用带宽B,此时带内噪声功率增加(N0*B),到一定程度可使SNR<0dB,就是说这个带宽内信号功率Eb*R小于噪声功率N0*B,信号淹没于噪声里,但是Eb/N0仍可以被保证,也就是系统仍可以正常解码,正常工作。
Eb/N0是基带范畴的概念。
二、李辑熙-射频电路工程设计-关于低噪放1)低噪放关键指标个人认为,低噪放最重要的两个指标就是增益与噪声系数,这个要从级联系统的噪声系数说起:NF = NF1 + (NF2-1)/G1 + (NF2-1)/G1/G2+……我们做个假定,假设NF1 = 2,NF2 = 8,G1=14则(NF2-1)/G1 = 0.5 ;0.5与NF1=2相比,则对系统整体噪声系数的影响就弱得多了,同理,在这之后的放大级则影响更小;从上面的公式中,我们不难发现,放大器的增益越高,则后级放大器对系统整体噪声系数的影响就越小,因此我们希望高增益的低噪声放大器。
信道噪声系数
信道噪声系数(Channel Noise Coefficient)是指在通信系统中,用于度量信号在传输过程中受到的噪声干扰程度的一个参数。
它通常用来描述信号在传输过程中被噪声扭曲的程度,对于衡量信道传输的可靠性和质量起到重要作用。
在通信系统中,信道噪声系数直接影响到信号的传输性能和误码率。
这是因为当信号经过信道传输时,总会受到一定程度的噪声干扰,这些噪声干扰会导致信号的形状、幅值和相位发生变化,从而可能导致误码和信息丢失。
因此,信道噪声系数越小,表示信道的传输质量越好,信号失真和误码率就会越低。
信道噪声系数可以通过多种方式来评估和测量,其中常用的方法之一是信噪比(SNR)的比值。
信噪比越大,信道噪声系数就越小,表示信号与噪声之间的功率差异越大,传输质量越好。
为了提高通信系统的性能,减少信道噪声对信号的干扰,通常会采取一些方法来进行信道编码和信号处理,以增强信号的鲁棒性和抗干扰能力。
常见的方法包括使用前向纠错码(Forward Error Correction, FEC)、自适应调制和调制方法以
及有效的调制和解调算法等。
在实际通信系统中,为了保证数据传输的可靠性和误码率的控制,需要根据具体情况选择合适的信道噪声系数和相应的信号处理方法来进行优化。
信纳比:SINAD=(S+N+D)/(N+D) S是信号功率N是噪声功率D是失真功率噪声系数和灵敏度都是衡量接收机对微弱信号接收能力的两种表示方法,它们是可以相互换算的。
1.定义(1)噪声系数Nf是指:接收机输出端测得的噪声功率与把信号源内阻作为系统中唯一的噪声源而在输出端产生的热噪声功率之比(两者应在同样温度下测得)。
噪声系数常用的定义是:接收机输入端信噪比与其输出端信噪比之比。
即:Nf =(Pc入/Pn入)÷(Pc出/Pn出)噪声系数也可用dB表示:Nf(dB)=10lgNf(2)灵敏度是指:用标准测试音调制时,在接收机输出端得到规定的信纳比(S+N+D /N+D)或信噪比(S+N+D/N)且输出不小于音频功率的50%情况下,接收机输入端所需要的最小信号电平(一般情况下,信纳比取12dB,而信噪比取20dB)。
这个最小信号电平可以用电压Umin(μv或dBμv)表示,也可以用功率P(mw)或P(dBm)表示。
需要注意的是:(A)用电压Umin表示灵敏度时,通常是指电动势(即开路电压),而不是接收机两端的电压。
在匹配时,Ur=Umin/2∴Ur=(dBμv)=Umin(dBμv)-6读数指示是否是开路电压,可在测完灵敏度后,把接收机断开(即信号源开路),看信号源读数是否改变,若不变就是开路电压(电动势),若变大了近一倍就是端电压。
(B)用功率表示灵敏度时,却是接收机(负载Rr)所得到的功率,所以Pmin=Ur^2/Rr=Umin^2/4Rr∴Pmin(dBm)=Ur(dBμv)-107=Umin(dBμv)-6-107=Umin(dBμv)-113 即用dBm表示的灵敏度等于用dBμv表示的灵敏度减去113分贝∴Pmin(dBw)=Umin(dBμv)-143例:已知某接收机灵敏度为0.5μv,阻抗为50Ω。
求:用功率表示灵敏度应为多少?Pmin=(0.5×10-6)^2/(4×50)=0.125×10-14(W)Pmin(dBm)=-149dBw=-119dBm又∵0.5μv用分贝表示为20lg0.5=-6dBμv∴Pmin(dBm)=-6-113=-119(dBm)=-149dBw2.灵敏度与噪声系数的相互换算按定义,结合实际测量,得输入电动势表示的灵敏度为:Umin=e={4KTBR·Nf·C/N }式中,R为接收机输入阻抗(50Ω),Nf为接收机噪声系数:B为噪声带宽,它近似等于接收机中频带宽(对于超高频话机B=16KHz);C/N为限幅器输入端门限载噪比(其典型值为12dB);K为波尔兹曼常数(1.37×10-23J/K);T为信号源的绝对温度(K),对于常温接收机,T=290°K。
噪声系数的计算公式单位噪声系数是衡量信号中噪声程度的一个重要参数,它通常用来描述信号中噪声的强度和频谱特性。
在实际工程中,我们经常需要对信号的噪声系数进行计算和分析,以便更好地理解信号的质量和性能。
本文将介绍噪声系数的计算公式及其单位,希望能对读者有所帮助。
噪声系数的计算公式。
噪声系数通常用来描述信号中噪声的功率与信号的功率之比。
在电子工程中,噪声系数常常用来衡量放大器的噪声性能,它可以用来评估放大器对输入信号的失真程度。
噪声系数的计算公式如下:噪声系数 = (输出信号的信噪比输入信号的信噪比) / 输入信号的信噪比。
其中,信噪比是指信号的功率与噪声功率之比,通常用分贝(dB)来表示。
在实际计算中,我们通常会先将信噪比转换为线性值,然后再进行计算。
噪声系数的计算公式可以帮助我们更好地理解放大器的噪声性能,以及信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的单位。
噪声系数的单位通常是分贝(dB),它是一种无量纲单位,用来表示两个功率之比的对数。
在电子工程中,我们经常使用分贝来描述信号的功率和噪声的功率之比,以便更好地理解信号的质量和性能。
噪声系数的单位为分贝,可以帮助我们更直观地理解信号中噪声的强度和频谱特性。
除了分贝,噪声系数的单位还可以用线性值来表示。
在实际计算中,我们通常会将信噪比转换为线性值,然后再进行计算。
线性值是一种常用的功率单位,它可以帮助我们更直观地理解信号的功率和噪声的功率之比。
噪声系数的单位可以是分贝或线性值,这取决于具体的计算和分析需求。
总结。
本文介绍了噪声系数的计算公式及其单位。
噪声系数是衡量信号中噪声程度的一个重要参数,它通常用来描述信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的计算公式可以帮助我们更好地理解放大器的噪声性能,以及信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的单位为分贝或线性值,这取决于具体的计算和分析需求。
希望本文能对读者有所帮助,谢谢阅读!。
信噪比概念
(原创版)
目录
1.信噪比的概念
2.信噪比的计算方法
3.信噪比的应用领域
4.信噪比的重要性
正文
信噪比(Signal-to-Noise Ratio,简称 SNR)是指一个电子设备或者传输系统中,信号功率与噪声功率之间的比值。
它通常用分贝(dB)来表示。
在理想的情况下,我们希望信号功率尽可能大,而噪声功率尽可能小,因此信噪比越大,表示系统的性能越好。
信噪比的计算方法是将信号功率除以噪声功率,再乘以 10 的 dB 次方。
例如,如果一个设备的信号功率为 100 瓦,噪声功率为 10 瓦,那么它的信噪比就是 100:10,或者简化为 10:1,再乘以 10 的 dB 次方,结果为 20dB。
信噪比的应用领域非常广泛,包括无线通信、音频设备、计算机网络等等。
在这些领域,信噪比都是衡量系统性能的重要指标。
比如,在音频设备中,信噪比越大,表示音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号的比值越大,音质就越好。
信噪比对于电子设备和传输系统的性能至关重要。
一个高的信噪比可以提高系统的可靠性和稳定性,减少误码率和失真。
反之,如果信噪比较低,系统就会出现噪音、失真等问题,严重影响设备的使用体验。
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天线噪声系数定义嘿,咱今天就来聊聊天线噪声系数这玩意儿!你说这天线噪声系数啊,就好像是一个挑剔的食客。
你想想看,天线就像是个大嘴巴,它得把各种信号吃进去,可这吃进去的可不都是好东西呀,就有那乱七八糟的噪声也跟着混进来了。
这噪声系数呢,就是来衡量这个大嘴巴挑拣好坏的能力啦!要是这系数小啊,那就说明这个天线很厉害呀,能把好的信号留下,把那些讨厌的噪声给挡在外面,就像个厉害的守门员,把不该进的球都给挡出去了。
要是这天线噪声系数大呢,哎呀呀,那可就糟糕啦!就好比一个糊涂的守门员,啥球都放进来了,那信号还能好得了吗?那接收的质量不就大打折扣啦!你再想想,咱平时听广播或者看电视的时候,要是信号不好,那声音滋滋啦啦的,画面也不清晰,是不是特别烦人?这很可能就是天线噪声系数在捣乱呢!它要是不给力,咱就得跟着遭罪呀。
而且啊,这天线噪声系数还跟很多因素有关呢。
就像咱人一样,心情好的时候干啥都顺,心情不好的时候干啥都别扭。
天线也有它的“心情”呀!周围的环境啦,天气啦,都会影响它的表现呢。
比如说在一个特别嘈杂的地方,那天线接收信号肯定就更费劲呀,这噪声系数说不定就蹭蹭往上涨了。
或者是天气不好,又是打雷又是下雨的,那对天线也是个考验呀,它得努力保持好状态,不然噪声就又要捣乱啦。
咱平时选天线的时候,可得好好关注一下这个噪声系数呀。
别光看外表好看不好看,得看看它到底能不能把工作干好。
就像找对象似的,不能光看长得帅不帅,还得看人品好不好呀!所以说呀,这天线噪声系数可不是个小事情,它直接关系到咱能不能好好地享受各种信号带来的乐趣呢!咱可得重视起来,别让它给咱的生活添乱呀!总之,天线噪声系数就是这么个重要又有点让人头疼的东西,咱得好好对待它,让它乖乖听话,为咱服务!。