Formule de zgomot termic și calculator

We are searching data for your request:

Forums and discussions:

Manuals and reference books:

Data from registers:

Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

În special în frecvența radio, proiectarea și dezvoltarea RF, este necesar să se facă calcule de zgomot termic. Aplicații de receptoare radio, zgomotul termic RF este un atribut cheie, limitând sensibilitatea radiourilor.

Calculul zgomotului termic și cunoașterea valorii pot ajuta la îmbunătățirea performanțelor întregului sistem, permițând pașii corecți să fie luați pentru optimizarea performanței și adoptarea celor mai bune abordări.

Pentru a calcula nivelurile de zgomot termic, există formule sau ecuații care sunt relativ simple. În plus, există un calculator online pentru a oferi asistență suplimentară.

Calcul de bază al zgomotului termic și ecuații.

Zgomotul termic este efectiv zgomot alb și se extinde pe un spectru foarte larg. Puterea de zgomot este proporțională cu lățimea de bandă. Prin urmare, este posibil să se definească o ecuație generalizată pentru tensiunea de zgomot într-o lățime de bandă dată după cum urmează:

$V^{2} = 4 k T \int_{f1}^{f2} R d f$

Unde:
V = tensiunea RMS integrată între frecvențele f1 și f2
R = componenta rezistivă a impedanței (sau rezistenței) Ω
T = temperatura în grade Kelvin
(Kelvin este o scară zero absolută, deci Kelvin = Celsius + 273,16)
f1 & f2 = limitele inferioare și superioare ale lățimii de bandă necesare

În majoritatea cazurilor, componenta rezistivă a impedanței va rămâne constantă pe lățimea de bandă necesară. Prin urmare, este posibil să simplificăm ecuația zgomotului termic la:

Unde:
B = lățimea de bandă în Hz

Calculele zgomotului termic pentru temperatura camerei

Este posibil să se calculeze nivelurile de zgomot termic pentru temperatura camerei, 20 ° C sau 290 ° K. Acest lucru este cel mai frecvent calculat pentru o lățime de bandă de 1 Hz, deoarece este ușor de scalat de aici, deoarece puterea de zgomot este proporțională cu lățimea de bandă. Cea mai frecventă impedanță este de 50 Ω.

$V = \sqrt{4 (1.3803 10^{- 23}) 290 50 1}$

$V = 0.9 n V$

Calculele puterii de zgomot termic

În timp ce calculele de zgomot termic de mai sus sunt exprimate în termeni de tensiune, este adesea mai util să exprimăm zgomotul termic în termeni de nivel de putere.

Pentru a modela acest lucru, este necesar să se considere rezistorul zgomotos ca un rezistor ideal, R conectat în serie cu o sursă de tensiune de zgomot și conectat la o sarcină potrivită.

$P = \frac{V^{2}}{4 R}$

$P = \frac{{(\sqrt{4 k T B R})}^{2}}{4 R}$

$P = k T B$

Notă: se poate observa că puterea de zgomot este independentă de rezistență, doar pe lățimea de bandă.

Această cifră este apoi exprimată în mod normal în termeni de dBm.

Zgomotul termic într-un sistem de 50 Ω la temperatura camerei este de -174 dBm / Hz.

Apoi, este ușor să legați acest lucru cu alte lățimi de bandă: deoarece nivelul de putere este proporțional cu lățimea de bandă, dublul nivelului de lățime de bandă dă dublul nivelului de putere (+ 3dB) și de zece ori lățimea de bandă dă de zece ori nivelul de putere (+ 10dB) .

Calculator de zgomot termic

Calculul zgomotului termic de mai jos oferă o metodă ușoară de determinare a diferitelor valori ale zgomotului termic care ar putea fi necesare.

Zgomot termic calculat pentru lățimi de bandă comune

Tabelul de mai jos oferă calculele de pardoseală cu zgomot termic pentru diferite lățimi de bandă comune și aplicații comune.

Lățime de bandă și putere termică de zgomot
Lățime de bandă (Δf) Hz	Putere termică de zgomot dBm
1	-174
10	-164
100	-154
1k	-144
10k	-134
100k	-124
200k (Canal 2G GSM)	-121
1M (Canal Bluetooth)	-114
5M (Canal 3G UMTS)	-107
10M	-104
20M (Canal Wi-Fi)	-101

Aceste valori pentru puterea de zgomot termic sunt ușor de calculat din calculatorul online sau din formule, dar tabelul oferă o referință la îndemână.