|
Дата: 17 Апр 2013 12:22:32
#
Не знал, да еще и забыл)
Помогите, плз, разобраться в таких моментах...
Есть приемник на MRF49XA, с чувствительностью (по дш) -110dBm
Хочется большего, для чего в планах перед MRF поставить LNA, например MAX2640 с усилением 15dB.
Вопросы:
1. Можно ли расчитывать на итоговую чуствительность -110dBm + 15dB = -125dBm или тут как-то иначе считается?
2. Почему в ДШ на LNA не указывают собственную чуствительность по входу, должен же быть порог с которого она начинает работать. Но указана только предельно допустимая входная мощность...
|
|
Дата: 17 Апр 2013 14:48:46 · Поправил: 2350 (17 Апр 2013 14:51:10)
#
Для МШУ должен быть указан коэффициент шума. (Чувствительности у МШУ "нет", потому, что это не приёмник, а усилитель.)
Для начала посчитайте абсолютный уровень тепловых шумов для вашего канала связи. Для этого постоянную Больцмана умножьте на температуру окружающего воздуха (в Кельвинах) и умножьте на полосу пропускания приёмника (в Гц). Полученное значение будет в Вт, переведите его в дБм.
Далее, к полученному значению шума (в дБм) прибавьте коэффициент шума МШУ (в дБ), прибавьте коэффициент усиления МШУ (в дБ) и вычтите потреи в фидере от МШУ до входа приёмника (в дБ) = получите уровень дополнительного шума на входе приёмника, поступающего от МШУ (в дБм).
Уровень шума собственного приёмника вы знаете (= чувствительность, минус отношение сигнал/шум). На входе приёмника эти два значения шума (приёмника и МШУ) будут складываться как напряжения, поэтому: Зная волновое сопротивление тракта, переведите уровень шума собственного приёмника в мощность (в дБм). Сложите его с дополнительным уровнем шума на входе приёмника, предварительно переведя оба этих значения из мощности в напряжение, а их сумму снова переведите в мощность. Получите суммарное значение уровня шума на входе приёмника с МШУ (в дБм).
Вычтите из суммарного значения уровня шума приёмника с МШУ (в дБм), значение уровня шума приёмника без МШУ (в дБм) = получите разность (в дБ) - это будет прибавка уровня шума в системе при использовании МШУ. Прибавка же уровня сигнала на входе будет равна коэффициенту усиления МШУ (в дБ). На сколько прибавка коэффициента усиления окажется выше прибавки коэффициента шума - на столько дБ и будет прирост чувствительности всей системы.
Во, как!
|
|
Дата: 18 Апр 2013 00:01:35 · Поправил: 2350 (18 Апр 2013 21:21:38)
#
Хорошо. Пример для сотовой сети GSM:
Приёмник (Базовая станция GSM):
BW полоса радиоканала 200 кГц
C чувствительность приёмника -107 дБм
C/N минимальное отношение сигнал/шум 9 дБ (с оговорками, но пусть будет так)
МШУ (установлен в непосредственной близости от антенны)
NF коэффициент шума 1,5 дБ
Gain коэффициент усиления 12 дБ
Loss потери в фидерном тракте 6 дБ
R волновое сопротивление тракта 50 Ом
1. Абсолютный уровень тепловых шумов для канала шириной 200 кГц
N = k х T х BW
k = 1,38066E–23 (это число изменить нельзя, потому, что Больцман умер :)
T = 293 K (20°C)
BW = 200000 Гц (чем уже полоса, заметьте, тем меньше шума :)
1,38066E–23 x 293 x 200000 = 8,09E-16 Вт.
Переводим Вт в дБм (0 дБм = 1 мВт = 0,001 Вт)
10 log (8,09E-16 / 0,001) = -121 дБм
-121 дБм это абсолютный уровень тепловых шумов (noise floor) для канала шириной 200 кГц. Столько шума будет поступать с антенны на вход фидерного тракта (или вход МШУ) при идеально чистом эфире.
2. Уровень дополнительного шума на входе приёмника, поступающего от МШУ
Nadd = N + NF + (Gain - Loss)
-121 + 1,5 + 12 - 6 = -113,5 дБм
-113,5 дБм - такой уровень шумов будет поступать от МШУ на вход приёмника.
3. Уровень собственного шума приёмника
Nbts = C - C/N
(С - чувствительность приёмника в дБм. Если чувствительность указана в мкВ то переведите её в дБм - формула перевода напряжения в мощность в самом низу.)
-107 - 9 = -116 дБм - это собственные шумы приёмника, приведённые к его входу.
4. Суммарный уровень шума на входе приёмника
Ntot = 10 log ( 10^(Nbts/10) + 10^(Nadd/10) )
10 log (2,51E-12 + 4,47E-12) = -111,6 дВм
Да, уровень шумов на входе приёмника после подключения МШУ вырос.
5. Начальная чувствительность приёмника была -107 дБм, с учётом потерь в фидерном тракте (6 дБ), чувствительность на антенне составляла всего -101 дБм.
Теперь же мы подключили МШУ, который поднял уровень шума на входе приёмника с -116 дБм до -111,6 дБм, т.е на 4,4 дБ. Но заметьте, он также увеличил уровень полезного сигнала на входе приёмника на 12 дБ. Соответственно, отношение сигнал/шум на входе приёмника увеличилось на 12 - 4,4 = 7,6 дБ. На столько же и возрасла чувствительность на антенне, и стала составлять -108,6 дБм
Для справки перевожу мощности в напряжения на сопротивлении 50 Ом
P [дБм] = 10 log ( ((U^2)/R) / 0.001 ) [U - напряжение в В, R - сопротивление в Ом]
Следовательно U [В] = SQRT ( (10^(P/10) ) x R x 0,001 )
было -101 дБм = 2,0 мкВ
стало -108,6 дБм = 0,83 мкВ
Чувствительность возрасла в 2,4 раза!
|