Řeší parametry kaskády (obvodu složeného ze sériově řazených bloků)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Řeší parametry kaskády (obvodu složeného ze sériově řazených bloků)"

Miluše Kučerová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Kaskádní syntéza

2 Kaskádní syntéza Řeší parametry kaskády (obvodu složeného ze sériově řazených bloků) Šumové číslo (N) Dynamický rozsah (I) Bod zahrazeni produkty třetího řádu Dynamický rozsah bez produktů třetího řádu Nejmenší detekovatelný signál (MDS)

rozsah (I) Bod zahrazeni produkty třetího řádu Dynamický

3 Šumové číslo - definice náhradní schéma zdroje signálu (impedančně přizpůsobený) vyšetřovaný dvojbran impedančně přizpůsobená zátěž B G G G i G i Y = G + jb N = 4kBNGG G G Z Z Z dvojbran je buzen impedančně přizpůsobeným generátorem SG NG SG NG SO NO YG = GG + jbg výkon signálu generátoru výkon termického šumu vznikající na konduktanci generátoru odstup signál šum na vstupu dvojbranu odstup signál šum na výstupu (zátěži) dvojbranu

přizpůsobeným generátorem SG NG SG NG SO NO YG = GG + jbg výkon signálu generátoru výkon termického šumu

4 Šumové číslo - definice náhradní schéma zdroje signálu (impedančně přizpůsobený) vyšetřovaný dvojbran impedančně přizpůsobená zátěž B G G G i G i Y = G + jb N = 4kBNGG G G Z Z Z YG = GG + jbg SG NG = db = 0log SO NO k B N - Boltzmanova konstanta (k =,38-3 W/K) - šumová šířka pásma dvojbranu - termodynamická teplota [K]

Y = G + jb N = 4kBNGG G G Z Z Z YG = GG + jbg SG NG = db = 0log SO NO k B N -

5 Šumové číslo - definice SO = SG A a dosažitelné výkonové zesílení dvojbranu A NO = = NO A kb a NSG a N šumové číslo závisí na šumové teplotě zdroje vztažné podmínky 0 = 90 K ( ) 90 = + přepočet šumového čísla na nestandardní teplotu

číslo závisí na šumové teplotě zdroje vztažné podmínky 0

6 Šumové číslo kaskády A, a A 3 A 3, a, a 3 = Aa Aa Aa oznámka Šumové číslo pasivních dvojbranů (atenuátor, vedení, filtr ) o útlumu L je = L. Dosažitelné výkonové zesílení A a = L

7 Šumové číslo příklad Vypočítejte šumové číslo kaskády tvořené anténním svodem (0 m koaxiálního kabelu) o útlumu 6 db a televizního tuneru s šumovým číslem 8 db a zesílením 60 db. Jak se změní šumové číslo kaskády, zařadíme-li na začátek anténní předzesilovač s šumovým číslem db a zesílením 0 db? Řešení. šumové číslo anténího svodu a tuneru L db LdB 6 L = = db = 4 0 = 0 6,3 Aa = = 0,5 4 6,3 4 5, 0log 0log 7, 4 = + = + = db = = = db Aa 0,5

Jak se změní šumové číslo kaskády, zařadíme-li na začátek anténní předzesilovač s šumovým číslem db a zesílením

8 Šumové číslo příklad. šumové číslo anténního zesilovače anténího svodu a tuneru A a 0 = 0 =,6 0 0 = 0 = ,3, 6,84 3 = + + = + + = Aa Aa Aa , 5 = 0log = 0log,84 =,65dB db Alternativní způsob výpočtu kaskáda je tvořena zesilovačem a blokem s šumovým číslem viz. bod. 5, = + =, 6 + =,84, 65dB Aa 00 Anténním předzesilovač s nízkým šumovým číslem a velkým zesílením podstatným způsobem vylepšuje šumové číslo kaskády. Vliv bloků za zesilovačem na celkové šumové číslo je A a krát menší. Kaskáda, která má jako první blok zesilovač s velkým ziskem má šumové číslo jen o málo horší než je šumové číslo tohoto zesilovače bez ohledu na šumové číslo dalších bloků.

5, = + =, 6 + =,84, 65dB Aa 00 Anténním předzesilovač s nízkým šumovým číslem a velkým zesílením podstatným způsobem vylepšuje šumové číslo kaskády.

9 Šumové číslo příklad Vypočítejte mezní hodnotu šumového čísla přijímače letecké VKV radiostanice. Radiostanice musí vykazovat citlivost alespoň 0 μv pro odstup signálu od šumu 6 db. Radiostanice se zkouší signálem z generátoru modulovaného AM modulací harmonickým signálem khz a hloubce modulace 30%. Šumová šířka pásma mezifrekvenčního zesilovače je 0 khz. Vstupní impedance přijímače je 50 Ω. Impedance generátoru je rovněž 50 Ω.

Radiostanice se zkouší signálem z generátoru modulovaného AM modulací harmonickým signálem khz a hloubce

10 Šumové číslo příklad Řešení Stanovení minimálního odstupu signálu od šumu na vstupu modulátoru ( + ) S S N m S N m m O N m O nf O O nf = S I NI = I I + nf nf 6dB 0 O O nf ( ω ) S N = 0 4 m= 0,3 s = cos t nf lim cos lim cos ( ) ( ω ) ( ω ) = t dt = + t dt = ( ωt) cos = lim dt lim dt 0 + = + =.0, ,3 SI NI = = 46,4 6,7dB

6dB 0 O O nf ( ω ) S N = 0 4 m= 0,3 s = cos t nf lim cos lim cos ( ) ( ω ) ( ω )

11 Šumové číslo příklad = = S N SG NG SG NG SO NO I I Výkon signálu generátoru SG 6 ( 0.0 ) U = = =.0 R 50 W NG Výkon šumu generátoru = kb =, N = 7, W ,366.0 = = 585 7,6dB 46.4 Mezní šumové číslo přijímače letecké VKV radiostanice je asi 7dB. Běžné přijímače leteckých radiostanic mají citlivost kolem 3 μv nebo lepší pro odstup signál šum na výstupu přijímače 0 db. Šumové číslo těchto přijímačů je tedy asi o 0 db menší, tedy kolem 7 db.

4 Mezní šumové číslo přijímače letecké VKV radiostanice je asi 7dB.

12 Efektivní šumová teplota Alternativní způsob vyjádření šumových vlastností kaskády. Výhodná v případě, že šumové číslo je jen o málo větší než protože umožňuje mnohem jemnější rozlišení. ef = 0 ( ) = + ef fyzikálně znamená pomyslný přírůstek efektivní šumové teploty generátoru 0, který vyvolá na výstupu vyšetřovaného dvojbranu při pomyslném odstranění všech zdrojů šumu stejný výkon šumu jako v reálném režimu. Efektivní šumová teplota kaskády ef = Aa Aa. Aa ef 0

ef = 0 ( ) = + ef fyzikálně znamená pomyslný přírůstek efektivní šumové teploty generátoru 0, který vyvolá na výstupu

13 Jakostní číslo přijímače G a anténa, a anténní přívod A n =, L n n svorky přijímač přijímač 0 ( ), = ef Efektivní šumová teplota napáječe = ( L ) ef, n n n Efektivní šumová teplota systému na svorkách přijímače a sys = + n + 0 LN Ln ( )

šumová teplota napáječe = ( L ) ef, n n n Efektivní šumová

14 Jakostní číslo přijímače Jakostní číslo přijímače (G/) je poměr zisku antény přepočítané na vstup přijímače (G a /L n ) a efektivní šumové teploty přijímacího systému přepočítané na vstup přijímače. Ga G Ln AnGa = = A + A + sys n A N n ( ) ( ) 0 [ ] K

a efektivní šumové teploty přijímacího systému přepočítané na

15 Zesílení kaskády, Aa, Aa 3, Aa 3 A = A. A. A. 3

16 I kaskády, A a I, I3, A a I, I3 3, A a 3 I, I3 3 3 Aa Aa. Aa Aa. Aa. Aa3 = IX IX IX IX total 3

Podobné dokumenty

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Univerzita Tomáše Bati ve líně LABORATORNÍ CVIČENÍ ELEKTROTECHNIKY A PRŮMYSLOVÉ ELEKTRONIKY Název úlohy: pracovali: Měření činného výkonu střídavého proudu v jednofázové síti wattmetrem Petr Luzar, Josef