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Was ist Noise Floor für Funkempfänger?

Was ist Noise Floor für Funkempfänger?

Das Grundrauschen eines Empfängers ist ein wichtiger Aspekt seines Betriebs, da es einen Hinweis auf den Pegel des minimalen Signals gibt, das empfangen werden kann.

Rauschen ist immer vorhanden und wird über ein Radio empfangen, auch wenn keine gewünschten Signale vorhanden sind. Der Pegel des Grundrauschens bestimmt die Signale mit der niedrigsten Stärke, die empfangen werden können, und daher ist der Grundrauschenpegel ein wichtiges Merkmal eines jeden Funkgeräts.

Das Grundrauschen kann als Maß für das Signal definiert werden, das aus der Summe aller Geräuschquellen und unerwünschten Signale innerhalb eines Systems erzeugt wird.

Beim Entwurf eines Funkempfängers für ein Funkkommunikationssystem muss sichergestellt werden, dass die Leistung des Funkempfängers mit der erforderlichen Leistung übereinstimmt. Für einige Funkkommunikationssysteme, typischerweise solche, die mit Frequenzen unter etwa 30 MHz arbeiten, kann der Rauschpegel vom Antennensystem relativ hoch sein. In diesen Fällen ist es nicht sinnvoll, einen Funkempfänger mit extrem geringem Rauschen zu haben. In Anwendungen wie VHF- und UHF-Festnetz- oder Mobilfunkkommunikationssystemen, in denen die Pegel des empfangenen Rauschens viel niedriger sind, ist ein rauscharmer Funkempfänger nützlicher.

Funkempfängerblöcke, die das Grundrauschen beeinflussen

Um den Rauschpegel zu reduzieren und dadurch die Empfindlichkeit des Funkempfängers zu verbessern, ist das Hauptelement des Empfängers, dessen Leistung optimiert werden muss, der HF-Verstärker.

Durch die Verwendung eines rauscharmen Verstärkers am vorderen Ende des Empfängers wird sichergestellt, dass seine Leistung maximiert wird. Ob für die Verwendung bei Mikrowellen oder niedrigeren Frequenzen, dieser HF-Verstärker ist das Hauptelement bei der Bestimmung der Leistung des gesamten Empfängers. Das nächstwichtigste Element ist der erste Mischer.

Grundrauschen des Funkempfängers

Während Rauschen von vielen Quellen ausgehen kann, hängt das Rauschen bei reinem Blick auf den Empfänger von einer Reihe von Elementen ab. Das erste ist das minimale äquivalente Eingangsrauschen für den Empfänger. Dies kann aus der folgenden Formel berechnet werden:

Wo:
P ist die Leistung in Watt
K ist die Boltzmannsche Konstante (1,38 x 10 ^ -23 J / K)
B ist die Bandbreite in Hertz

Mit dieser Formel kann bestimmt werden, dass das minimale äquivalente Eingangsrauschen für einen Empfänger bei Raumtemperatur (290 ° K) -174 dBm / Hz beträgt.

Es ist dann möglich, das Grundrauschen für den Empfänger bei 20 ° C / 290 ° K in einer Bandbreite von 1 Hz zu berechnen:

Lärmboden=-174 +NF+10Log10(Bandbreite)

Wo:
NF ist die Rauschzahl
dBm ist der Leistungspegel, ausgedrückt in Dezibel relativ zu einem Milliwatt

Das Konzept des Grundrauschens ist in vielen Funkkommunikationssystemen wertvoll und ermöglicht es, das Design und die Leistung des Funkempfängers an die Anforderungen des Gesamtsystems anzupassen.


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