여러 가지 잡다한

라디오 수신기 감도

라디오 수신기 감도

무선 수신기의 감도는 성공적으로 수신 할 수있는 가장 약한 신호를 결정합니다. 신호가 잡음에 빠지면 청취 품질이 저하되는 오디오 신호인지 또는 비트 오류율이 상승하고 처리량이 떨어지는 데이터 신호인지 여부.

이러한 방식으로 무선 수신기 감도는 무선 통신, 방송 또는 기타 시스템의 성능에 영향을 미치는 주요 매개 변수입니다.

실제로 모든 무선 수신기의 두 가지 주요 요구 사항은 적용되는 변조를 사용할 수 있도록 신호를 잡음보다 충분한 수준으로 가져올 수 있도록 하나의 스테이션을 다른 스테이션에서 분리 할 수 ​​있어야한다는 것입니다. 전송 된 캐리어에. 결과적으로 수신기 설계자는 이러한 요구 사항과 다른 많은 요구 사항이 모두 충족되는지 확인하기 위해 많은 매개 변수와 싸우고 있습니다.

민감도 성능 지정 방법

모든 수신기의 RF 감도 성능이 가장 중요하므로이를 의미있는 방식으로 지정할 수 있어야합니다. 예상되는 응용 프로그램에 따라 여러 가지 방법과 성능 수치가 사용됩니다.

  • 신호 대 잡음비 : 이것은 시스템 내의 노이즈에 대한 주어진 신호 레벨의 간단한 비교 비율입니다.
  • SINAD : 이 수신기 감도 측정은 약간 더 공식화되어 있으며 왜곡과 노이즈도 포함됩니다.
  • 소음 요인 : 이 RF 수신기 측정은 장치에 의해 추가 된 잡음을 비교합니다. 이것은 증폭기 또는 시스템 내의 다른 장치이거나 완전한 수신기 일 수 있습니다.
  • 잡음 지수 : 장치 또는 시스템의 잡음 지수 또는 NF는 잡음 계수의 로그 버전입니다. 수신기, 시스템 내 요소 또는 전체 시스템의 감도 및 노이즈 성능 사양에 널리 사용됩니다.
  • 캐리어 대 잡음비, CNR : 반송파 대 잡음비는 변조 된 신호의 신호 대 잡음비 (SNR)입니다. 이 용어는 SNR보다 덜 널리 사용되지만 무선 주파수 통과 대역 신호와 복조 후 아날로그 기저 대역 메시지 신호에 대한 성능을 구별 할 필요가있을 때 사용할 수 있습니다.
  • 식별 가능한 최소 신호, MDS : 최소 감지 가능 또는 최소 식별 가능 신호는 무선 수신기에서 감지 할 수있는 가장 작은 신호 레벨입니다. 즉, 아날로그 및 디지털 신호 체인으로 처리 할 수 ​​있고 수신기에서 복조하여 출력에서 ​​사용 가능한 정보를 제공 할 수 있습니다.
  • 오류 벡터 크기, EVM : 오류 벡터 크기 인 EVM은 디지털 무선 송신기 또는 수신기의 성능을 정량화하는 데 사용할 수있는 측정 값입니다. 다양한 디지털 상태를 식별하기 위해 집합 다이어그램에 다양한 지점이 있습니다. 이상적인 링크에서 송신기는 디지털 데이터를 생성하여 가능한 한 이러한 지점에 가까워 야합니다. 링크는 실제 수신 된 데이터가 이러한 지점에 떨어지지 않도록 신호를 저하시키지 않아야하며 수신기도 이러한 위치를 저하시킵니다. 실제로 노이즈가 시스템에 들어가고 수신 된 데이터가 정확히 이러한 위치에 떨어지지 않습니다. 오류 벡터 크기는 실제 수신 된 데이터 요소가 이상적인 위치에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 측정 한 것입니다. 때때로 EVM은 Receive Constellation Error, RCE라고도합니다. 오류 벡터 크기는 Wi-Fi, 모바일 / 셀룰러 및 많은 IoT 시스템을 포함한 최신 데이터 통신에 널리 사용됩니다.
  • 비트 오류율, BER : 비트 오류율은 디지털 시스템에 사용되는 측정의 한 형태입니다. 신호 레벨이 떨어지거나 링크 품질이 저하되면 전송 오류 (비트 오류) 수가 증가합니다. 비트 오류율을 측정하면 신호 대 잡음 비율이 표시되지만 디지털 도메인에 더 유용한 형식으로 표시됩니다.

모든 수신기 감도 지정 방법은 무선 수신기 감도의 제한 요소가 사용 가능한 증폭 수준이 아니라 무선 수신기 내부 또는 외부에서 생성되는 잡음 수준이라는 사실을 사용합니다.

소음

오늘날의 기술은 무선 수신기 내에서 매우 큰 수준의 증폭을 달성하는 데 문제가 거의 없습니다. 이것은 제한 요소가 아닙니다. 수신 국 또는 무선 통신 시스템에서 제한 요소는 잡음입니다. 약한 신호는 실제 신호 레벨에 의해 제한되지 않고 잡음에 의해 가려집니다. 이 소음은 다양한 소스에서 발생할 수 있습니다. 안테나에 의해 픽업되거나 라디오 수신기 내에서 생성 될 수 있습니다.

주파수가 증가함에 따라 안테나로부터 수신기에 의해 외부 적으로 포착되는 잡음의 수준이 떨어지는 것으로 밝혀졌습니다. HF와 이보다 낮은 주파수에서 은하, 대기 및 인공 소음의 조합은 상대적으로 높으며 이는 수신기를 특히 민감하게 만드는 데 거의 의미가 없음을 의미합니다. 일반적으로 무선 수신기는 가장 조용한 위치에서도 내부에서 생성 된 잡음이 수신 된 잡음보다 훨씬 낮도록 설계됩니다.

30MHz 이상의 주파수에서 잡음 수준은 무선 수신기 내에서 생성되는 잡음이 훨씬 더 중요 해지는 지점에 도달하기 시작합니다. 라디오 수신기의 노이즈 성능을 개선하여 훨씬 약한 신호를 감지 할 수 있습니다.


전기 / 전자 및 RF 노이즈에 대한 참고 사항 :

모든 전자 회로 및 RF 회로에는 노이즈가 있습니다. 성능의 여러 측면에 제한이 있습니다. 소음은 많은 원인과 원인에서 발생합니다. 어떤 형태의 소음이 존재하는지 이해하고 소음의 영향을 최소화 할 수 있도록 시스템 성능을 조정할 수 있습니다.

자세히 알아보기 전기 / 전자 및 RF 노이즈.


저잡음을위한 핵심 설계 지침

어떤 수신기에서든 설계 초기에는 잡음 성능과 감도를 고려해야합니다. 기본 설계 개념은 달성 할 수있는 최상의 감도 성능을 결정합니다. 설계 초기에 내린 결정은 달성 할 수있는 전체 성능을 제한 할 수 있습니다.

모든 수신기의 잡음 성능 측면에서 가장 중요한 것은 첫 번째 단계 또는 프런트 엔드입니다. 프런트 엔드에서 신호 레벨은 가장 낮으며 매우 적은 양의 노이즈도 들어오는 신호와 비교할 수 있습니다. 무선 수신기의 나중 단계에서 신호가 증폭되어 훨씬 더 커져서 잡음이 더 작은 영향을 미칩니다. 따라서 프런트 엔드의 노이즈 성능은 노이즈 성능에 최적화되어 있어야합니다.

이러한 이유로 무선 수신기 내 첫 번째 무선 주파수 증폭기의 잡음 성능이 매우 중요합니다. 전체 무선 수신기의 성능을 결정하는 데 중요한 것은이 회로의 성능입니다. 무선 수신기의 첫 번째 단계에서 최적의 성능을 얻기 위해 수행 할 수있는 여러 단계가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 회로 토폴로지 결정 모든 설계의 첫 번째 단계는 사용할 회로 유형을 결정하는 것입니다. 기존의 공통 이미 터 스타일 회로를 사용할지 또는 공통베이스를 사용해야하는지 여부. 결정은 매칭 입력 및 출력 임피던스, 필요한 게인 레벨 및 사용할 매칭 배열을 포함한 요인에 따라 달라집니다.
  • 필요한 이득 결정 나중에 필요한 증폭 수준을 최소화하고 이러한 방식으로 잡음 성능을 최적화하기 위해이 단계에서 최대 수준의 이득이 필요할 수 있지만 항상 그런 것은 아닙니다. 여기에는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 첫 번째는 너무 높은 수준의 이득을 요구하여 회로의 잡음 성능이 저하 될 수 있다는 것입니다. 둘째, 무선 수신기의 후기 단계에서 과부하로 이어질 수 있으며 이로 인해 전체 성능이 저하 될 수 있습니다. 따라서 필요한 이득 수준은이 단계의 잡음 성능을 최적화해야한다는 사실과 두 번째로 수신기의 이후 단계가 과부하되지 않도록 보장해야한다는 사실에서 결정되어야합니다.
  • 활성 장치 선택 사용할 장치 유형도 중요합니다. 일반적으로 바이폴라 기반 트랜지스터를 사용할지 또는 전계 효과 장치를 사용할지 두 가지 결정이 있습니다. 이것을 만들었으므로 저소음 장치를 결정하는 것이 분명히 필요합니다. 트랜지스터 및 FET의 노이즈 성능은 일반적으로 지정되며 이러한 애플리케이션에는 특수 고성능 저잡음 장치를 사용할 수 있습니다.
  • 활성 장치를 통한 전류 결정 라디오 수신기의 첫 번째 단계 설계는 신중하게 수행되어야합니다. 대역폭 및 이득 측면에서 필요한 RF 성능을 얻으려면 상대적으로 높은 수준의 전류로 장치를 실행해야 할 수 있습니다. 이것이 항상 최적의 소음 성능을 얻는 데 도움이되는 것은 아닙니다. 따라서 전체 무선 수신기에 대해 최상의 성능을 보장하려면 설계를 신중하게 최적화해야합니다.
  • 임피던스 매칭 최적화 전체 무선 수신기에 대해 최상의 잡음 성능을 얻으려면 임피던스 매칭을 최적화해야합니다. 완벽한 임피던스 정합을 얻는 것이 필요하다고 생각할 수 있습니다. 불행히도 최상의 잡음 성능은 일반적으로 최적의 임피던스 정합과 일치하지 않습니다. 따라서 RF 증폭기를 설계하는 동안 무선 수신기에 대해 최상의 전체 성능을 얻을 수 있도록 몇 가지 설계 최적화를 수행해야합니다.
  • 저잡음 저항기 사용 명백한 진술처럼 보일 수 있지만 저잡음 능동 장치를 선택하는 것 외에 회로의 다른 구성 요소도 고려해야합니다. 다른 주요 기여자는 저항기입니다. 대부분의 표면 실장 저항기를 포함하여 요즘 사용되는 금속 산화막 저항기는 일반적으로이 점에서 우수한 성능을 제공하며 필요에 따라 사용할 수 있습니다.
  • 회로에 유입되는 전원 공급 장치 소음이 제거되었는지 확인 전원 공급 장치는 노이즈를 생성 할 수 있습니다. 이를 고려하여 무선 수신기 전원 공급 장치에서 생성 된 노이즈가 RF 단계로 들어 가지 않도록해야합니다. 이는 RF 증폭기에 대한 공급 라인에 적절한 필터링이 있는지 확인하여 달성 할 수 있습니다.

이는 라디오의 감도 성능을 최적화 할 때 고려해야 할 몇 가지 주요 고려 사항입니다. 다른 측면도 다루고 고려해야합니다.

라디오 수신기 감도는 여러 가지 방법으로 정량화 할 수 있지만 어떤 방법을 사용하든 감도는 성공적인 작동의 핵심입니다. 특히 프런트 엔드 단계에서 생성되는 노이즈가 낮을수록 성공적으로 수신 할 수있는 신호가 작아집니다.

잡음 성능과 이에 따른 무선 감도는 강력한 신호 성능 및 기타 여러 요인을 포함한 다른 요인과 균형을 이루어야하므로 감도가 좋은 무선을 설계하는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다.

비디오보기: 황스TV 라디오 포스트 라포 수신기, 모듈 언박싱, 리뷰. (12 월 2020).