Синад
В радиокомуникациите, гарантирането, че сигналите са ясни и надеждни е много важно.Независимо дали става въпрос за спешни служби, военни операции или ежедневни излъчвания, е необходимо изпълнение на радиоприемници.Един от начините, по които инженерите и техниците проверяват колко добре работят тези приемници, като използват SINAD, който означава съотношението сигнал към шум и изкривяване.Sinad е измерване, което показва колко добре приемникът може да даде ясен сигнал, дори когато има много шум и изкривяване.Тази статия ще обясни какво е SINAD, защо има значение и как се измерва и използва в различни комуникационни системи.Каталог
Фигура 1: Настройка за тестване на SINAD
Какво е Синад?
Sinad (сигнал за шум и изкривяване) е ключово измерване, което помага да се определи колко добре работят радиоприемниците, като проверяват способността им да изготвят ясен сигнал, дори когато има шум и изкривяване.SINAD се изчислява чрез сравняване на силата на сигнала заедно с шума и изкривяването само на шума и изкривяването.Резултатът обикновено се дава в децибели (dB).
Фигура 2: Графика на сигнал за шум и изкривяване (хармоници)
Когато стойностите на SINAD са по -високи, това означава, че приемникът може да вземе по -слаби сигнали по -ясно, което го прави по -чувствителен и способен да достави по -добър звук или данни.SINAD обикновено се използва в системи като FM, VHF, UHF и понякога AM и SSB, за да се гарантира, че комуникацията е надеждна.
При проектирането и тестването на радио оборудване SINAD помага на инженерите да регулират веригите на приемника, така че да работят добре, дори и на места с много смущения или където сигналите са слаби.Това гарантира, че приемникът се представя ефективно в различни ситуации.
Защо Синад е важен?
Фигура 3: Радио устройства, използвани за измерване на SINAD
Синад (Съотношението сигнал / шум и изкривяване) е важно, тъй като предоставя начин за измерване на производителността на радиоприемника чрез комбиниране както на шум, така и изкривяване в едно просто число.Това измерване е полезно, защото улеснява оценката на това колко добре приемникът може да обработва сигнали, особено в трудна среда.
При проверка на радиоприемник, SINAD показва колко добре устройството може да управлява слаби сигнали, когато има смущения.Тази способност е много важна в ситуации, когато ясните сигнали са задължителни, като например в спешни служби, военни комуникации или всяка ситуация, при която е необходимо надеждно радио предаване.
Чрез обединяването на различни видове проблеми със сигнала в едно измерване, SINAD позволява на инженерите и техниците бързо да разберат колко добре работи комуникационната система.Това бързо и точно разбиране е необходимо, за да се гарантира, че системата работи както трябва в реалните условия, при които различните видове смущения могат сериозно да повлияят на качеството на сигнала.
Ролята на Синад в даването на проста мярка за ефективност прави много полезна за запазване и подобряване на радиокомуникационните системи, като се гарантира, че те остават надеждни в ситуации, в които са необходими.Значението на тази мярка се крие не само в способността му да проверява текущата ефективност на системата, но и в това да помогне за намирането и отстраняването на потенциални проблеми, преди да причинят проблеми с комуникацията.
SINAD измервания и чувствителност към приемника
Фигура 4: Сравнение на изхода на сигнала и хармониците
SINAD (съотношение сигнал / шум и изкривяване) е полезно измерване, за да се провери колко добре радиоприемникът може да вземе и обработва слаби сигнали, дори когато има шум и изкривяване.Чувствителността на приемника е за това колко добре радиоприемникът може да вземе ясно слаби сигнали, което има значение много в ситуации, когато сигналите са слаби или когато има смущения.
Sinad е особено полезен, тъй като отчита както шума, така и изкривяването.За разлика от съотношението сигнал / шум (SNR), което разглежда само шум в сравнение със сигнала, Sinad също разглежда изкривяване, като дава по-пълна картина за това колко добре се представя приемникът.
Разбирането на Синад означава да разгледаме колко добре приемникът може да отдели желания сигнал от нежелан шум и изкривяване.При измерване на SINAD се разглеждат както сигнала, така и комбинираната мощност на шум и изкривяване.По -високата стойност на SINAD означава, че приемникът може да се справи по -добре с слабите сигнали, с по -малко въздействие от шум и изкривяване.
Чувствителността на приемника се влияе от няколко фактора, включително фигурата на шума (NF), която измерва количеството шум, добавен от електрониката на приемника, и шумовият под, който е най -ниското ниво на сигнала, което може да бъде открито над присъщия шум на системата.Друг фактор е реципрочното смесване, което е интерференцията, причинена, когато силните сигнали се смесват с локалния шум на осцилатора, което затруднява приемника да се справи с слабите сигнали.
SINAD обикновено се измерва чрез изпращане на известен сигнал към приемника и след това измерване на изхода, за да се види колко шум и изкривяване са налице.Това измерване осигурява една стойност, която може да се използва за сравняване на производителността на различни приемници или за да се види колко добре ще работи приемникът в различни ситуации.
Разбиране на Синад
Съотношението сигнал / шум и изкривяване (SINAD) е измерване, което ни помага да разберем качеството на сигнал в комуникацията и аудио системите.SINAD се измерва в децибели (db) и ни казва колко оригиналният сигнал е повлиян от шум и изкривяване.
Определение и формула
SINAD се определя като съотношението между общата мощност на сигнал (който включва желания сигнал, шум и всяко изкривяване) и силата на само шума и изкривяването.Формулата за изчисляване на sinad е:
Тази формула сравнява комбинираната мощност на сигнала, шума и изкривяването само със силата на шума и изкривяването.Резултатът е показан в децибели, което ни дава представа за цялостното качество на сигнала. По -високата стойност на SINAD означава по -добро качество на сигнала защото показва, че желаният сигнал е по -силен в сравнение с шума и изкривяването.
Коефициент на мощност, а не съотношение на напрежението
Sinad е коефициент на мощност, а не съотношение на напрежението.Това е важно да се разбере, тъй като мощността и напрежението са свързани по различен начин в електрическите системи.Мощността е свързана към квадрата на напрежението, което означава, че малките промени в напрежението могат да доведат до големи промени в мощността.Следователно, когато измерваме SINAD, ние се фокусираме върху силата, за да отразяваме точно въздействието на шума и изкривяването върху сигнала.
Измерването на SINAD ни помага да оценим колко добре системата може да възпроизведе оригиналния сигнал, без да добавя твърде много шум или изкривяване.Високата стойност на SINAD показва, че системата върши добра работа за поддържане на оригиналния сигнал ясен и точен.
При ежедневната употреба SINAD се намира в области като аудио инженеринг и телекомуникации, където поддържането на качеството на сигнала е важно.Например, в аудио системите, по -високата стойност на SINAD означава, че музиката или речта се възпроизвеждат с по -малко изкривяване и фонов шум, което води до по -ясно и по -приятно изживяване на слушане.
Основни техники за измерване на SINAD
Фигура 5: Измерване на SINAD с помощта на аудио тон
За измерване на SINAD, сигнал, модулиран с аудио тон (обикновено 1 kHz), се подава в радиоприемника.След това се анализира изходът на приемника, който включва оригиналния сигнал, шум и изкривяване.Аудио сигналът се предава през филтър за среза, който премахва 1 kHz тона, оставяйки след себе си само шума и изкривяването.След това стойността на SINAD се изчислява с помощта на измерените нива на мощност на общия сигнал (сигнал + шум + изкривяване) и останалия шум и изкривяване след филтриране.
Докато електрическият изход в аудио изходните терминали на приемника е най-често срещаният момент за измерване, друг подход включва използване на преобразувател за преобразуване на аудиото от високоговорителя обратно в електрически сигнал, като се гарантира, че всяко предизвикано от високоговорител изкривяване също се отчита.
Как да измерим Синад?
Има два основни начина за измерване на SINAD: Използване на отделно тестово оборудване или използване на специализирани метри SINAD.
Използване на отделно тестово оборудване включва измерване на различните части, необходими за изчисляване на SINAD на ръка.Този метод изисква няколко инструмента, като генератори на сигнали, осцилоскопи и анализатори на спектър, да измерват отделно нивата на шум, изкривяване и нива на сигнала.Въпреки че може да бъде точен, отнема много време и може да доведе до грешки, особено със сложни измервания.
Специализирани измервателни уреди Sinad са устройства, направени само за измерване на SINAD.Тези измервателни уреди комбинират всички необходими вериги в едно устройство и могат да бъдат свързани директно към радиоприемници.Това улеснява процеса на измерване, като автоматично изчислява SINAD въз основа на
сигнали, които влизат и излизат.Използването на метри Sinad прави процеса по -бърз и намалява шанса за грешки.
Как се извършва измерването
Започнете от Измерване на шума и изкривяване на изхода на приемника, когато няма сигнал.Тази стъпка задава основните нива на шум и изкривяване, които са необходими за точно измерване на SINAD.След това, Приложете известен сигнал към входа на приемника.Бавно увеличете нивото на сигнала, докато нивото на изхода се повиши с 12 dB.Тази стъпка помага да се определи точката, в която сигналът е достатъчно ясен, за да бъде измерен над шума и изкривяването.И накрая, Запишете нивото на сигнала Необходимо е, за да се увеличи 12 dB увеличение на изхода.Това ниво на сигнала може да бъде от 0,25 микроволта, в зависимост от това колко чувствителен е приемникът.
Измерванията на SINAD са важни за проверка на това колко добре работят радиоприемниците, особено на места с много шум и изкривяване.Чрез точно измерване на SINAD инженерите могат да видят колко добре приемникът може да запази сигнала ясен, което е много важно за надеждната комуникация.
Използването на специализирани метри SINAD прави процеса на измерване по -точен и по -малко сложен, като улеснява инженерите да получат надеждни резултати.
Филтри за измерване на SINAD
Фигура 6: Измерване на SINAD с помощта на филтър Notch
При измерването на SINAD (сигнал-шум и изкривяване) филтърът на Notch се използва за премахване на тона от сигнала, който е необходим за точен анализ.Широчината на филтъра директно влияе на това колко добре може да изолира тона, без да повлияе на заобикалящия шум и изкривяването.
В идеалния случай филтърът трябва да премахне тона, без да променя шума и изкривяването, но ограничената честотна лента може да доведе до известно намаляване на тези нежелани компоненти.
Стандарти като тези от Европейския Институт за телекомуникационни стандарти (ETSI) уточняват, че за 1 kHz тон, филтърът трябва да го намали с поне 40 dB, като запазва шума и изкривяването предимно незасегнати.
Филтърът трябва да балансира честотната си лента, за да отдели ефективно тона от шум и изкривяване.Филтърът, който е твърде широк, може да не изолира напълно тона, докато този, който е твърде тесен, може да намали както тона, така и част от шума и изкривяването, което води до неточни показания на SINAD.
Спецификации на SINAD
Съотношението сигнал / шум и изкривяване (SINAD) е важна мярка, открита в техническите детайли на радиокомуникационното оборудване, особено тези, работещи в много високите честотни (VHF) и ултра високочестотни (UHF) ленти.SINAD показва връзката между общата мощност на сигнал (включително шум и изкривяване) и силата на само шума и изкривяването.Тази мярка е полезна за разбиране на това колко добре работи радиоприемникът и цялостното му качество.
Типична спецификация може да се каже: "Чувствителност на приемника = 0,3 µV при 12 dB sinad."Това означава, че приемникът може да постигне 12 dB SINAD с входен сигнал до 0,3 микроволта.Най -просто казано, колкото по -нисък е входният сигнал, необходим за достигане на 12 dB sinad, толкова по -чувствителен е приемникът.Тази чувствителност показва колко добре приемникът може да открие слаби сигнали, което е много полезно в комуникационните системи, където силата на сигнала може да се промени много.
Приложения на измервания на SINAD
Фигура 7: Диаграма на процеса на измерване на SINAD
Чувствителност на приемника
Sinad се използва главно за измерване колко чувствителен е радиоприемник.Това измерване помага да се гарантира, че приемникът отговаря на необходимите стандарти за изпълнение.По време на тестването и дизайна на веригата на радиочестотната (RF), SINAD се използва, за да се провери дали приемникът може да открие и обработва сигнали добре, дори когато сигналите са слаби.Често се използва стандартна стойност на SINAD от 12 dB, което съответства на нивото на изкривяване 25%, когато 1 kHz тон се използва като модулиращ сигнал.Това ниво на изкривяване служи като обща точка за оценка на чувствителността на приемника.
Блокиране на приемник
Sinad също помага да се провери колко добре приемникът може да се справи със силни сигнали, които не са на желания канал, известен като блокиране на приемник.В този случай първото ниво на SINAD е зададено с чист сигнал.След това се въвежда извън канала сигнал и якостта му бавно се увеличава.Точката, в която нивото на SINAD пада, показва как приемникът реагира на блокирането.Това измерване помага на инженерите да разберат колко добре приемникът може да продължи да работи правилно, когато е изправен пред силни, нежелани сигнали, които иначе биха могли да причинят проблеми в комуникацията.
Съседно отхвърляне на канала
Друго използване на SINAD е при проверка на това колко добре приемникът може да отхвърли сигналите от близките канали.В този процес се поставя интерфериращ сигнал на близкия канал и се измерва нивото на SINAD.След това силата на интерфериращия сигнал се увеличава, докато SINAD падне до референтно ниво.Това измерване показва способността на приемника да отхвърля сигнали от близките канали, което е полезно в ситуации, при които присъстват много сигнали, например в претъпкани радио спектър.Приемник с добро съседно отхвърляне на канала може да игнорира или намали ефекта на близките сигнали, което позволява ясна комуникация.
Заключение
SINAD (съотношението на шума и изкривяването на сигнала) е нещо повече от технически термин-това е полезен начин да разберете колко добре може да се справи с радиоприемника в реалния свят.Синад дава на инженерите и техниците прост номер, който показва колко добре приемникът може да запази сигналите ясни, дори и при шумни и трудни условия.От проверка на това колко чувствителен е приемникът да оцени колко добре може да филтрира нежелани сигнали, Sinad помага при проектирането, тестването и поддържането на надеждни радио системи.Тъй като технологията продължава да се развива, разбирането и използването на измервания на SINAD ще останат ценна част от гарантирането, че комуникационните системи работят както трябва, сега и в бъдеще.
Често задавани въпроси [FAQ]
1. Какво ни казва честотата, при която SINAD е с 3 dB по -ниска от най -добрата стойност на случая?
Честотата, при която SINAD е с 3 dB по-ниска от стойността на най-добрия случай, показва точката, в която производителността на приемника започва да отпада.Тази честота помага да се идентифицира обхвата, над която приемникът все още може да работи доста, преди да започне шумът и изкривяването на качеството на сигнала.
2. Какво означава 12db sinad?
12 dB sinad означава, че силата на сигнала, когато се комбинира с шум и изкривяване, е с 12 децибела по -висока от само шума и изкривяването.Това ниво обикновено се използва като стандарт, за да се провери колко добре радиоприемникът може да вземе ясен сигнал.Той показва, че сигналът е достатъчно силен в сравнение с шума и изкривяването, за да бъде използваем.
3. Как изчислявате ENOB от Sinad?
За да намерите ефективния брой битове (ENOB) от Sinad, можете да използвате тази формула: ENOB = (Sinad - 1.76) / 6.02.Тази формула преобразува стойността на SINAD, обикновено измерена в децибели, в броя на битовете, които представляват колко добре аналогово-цифров конвертор (ADC) може да превърне аналогов сигнал в цифров.
4. Как се измерва SINAD в клетъчната и мобилната комуникация?
В клетъчната и мобилната комуникация SINAD се измерва чрез изпращане на известен сигнал в приемника и след това проверява изхода, за да види колко шум и изкривяване присъстват заедно със сигнала.Този процес помага да се разбере колко добре приемникът може да обработва сигнали в ситуации, когато може да има смущения, което е важно за поддържане на комуникацията в мобилните мрежи.
5. Какво е SINAD в ADC?
SINAD в аналогово-цифров преобразувател (ADC) се отнася до съотношението на общия сигнал, който включва шум и изкривяване, само до шума и изкривяването само.Това измерване ни казва колко добре ADC може да преобразува аналогов сигнал в цифров, с по -високи стойности на SINAD, което означава по -добра производителност и по -малко смущения от шум и изкривяване.