Sinad

W komunikacji radiowej upewnienie się, że sygnały są jasne i niezawodne, jest bardzo ważne.Niezależnie od tego, czy chodzi o służby ratunkowe, operacje wojskowe, czy codzienne transmisje, potrzebne są wyniki odbiorników radiowych.Jednym ze sposobów, w jaki inżynierowie i technicy sprawdzają, jak dobrze działają te odbiorniki za pomocą SINAD, co oznacza współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń.Sinad jest pomiarem, który pokazuje, jak dobrze odbiornik może wytworzyć wyraźny sygnał, nawet jeśli występuje dużo hałasu i zniekształceń.W tym artykule wyjaśniono, czym jest Sinad, dlaczego ma to znaczenie i jak jest mierzony i wykorzystywany w różnych systemach komunikacyjnych.

Katalog

Rysunek 1: Konfiguracja testowania Sinad

Co to jest Sinad?

Sinad (sygnał do szumu i zniekształceń) jest kluczowym pomiarem, który pomaga określić, jak dobrze działają odbiorniki radiowe, sprawdzając ich zdolność do wytworzenia wyraźnego sygnału, nawet gdy występuje szum i zniekształcenie.Sinad jest obliczany przez porównanie siły sygnału wraz z szumem i zniekształceniem do samego szumu i zniekształceń.Wynik jest zwykle podawany w decybelach (dB).

Rysunek 2: Wykres sygnału do szumu i zniekształceń (harmoniczne)

Gdy wartości SinAD są wyższe, oznacza to, że odbiornik może wyraźniej podnieść słabsze sygnały, co czyni go bardziej wrażliwym i zdolnym do dostarczania lepszego dźwięku lub danych.Sinad jest powszechnie stosowany w systemach takich jak FM, VHF, UHF, a czasem AM i SSB, aby upewnić się, że komunikacja jest niezawodna.

Podczas projektowania i testowania urządzeń radiowych SinAD pomaga inżynierom dostosować obwody odbiorcze, aby działały dobrze, nawet w miejscach z dużą ilością zakłóceń lub gdzie sygnały są słabe.Zapewnia to, że odbiornik działa skutecznie w różnych sytuacjach.

Dlaczego Sinad jest ważny?

Rysunek 3: Urządzenia radiowe używane do pomiaru SINAD

Sinad (Współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń) jest ważny, ponieważ zapewnia sposób pomiaru wydajności odbiornika radiowego poprzez połączenie zarówno szumu, jak i zniekształceń w jedną prostą liczbę.Ten pomiar jest pomocny, ponieważ ułatwia ocenę, w jaki sposób odbiornik może obsługiwać sygnały, szczególnie w trudnych środowiskach.

Podczas sprawdzania odbiornika radiowego Sinad pokazuje, jak dobrze urządzenie może zarządzać słabymi sygnałami, gdy występuje zakłócenia.Ta umiejętność jest bardzo ważna w sytuacjach, w których wyraźne sygnały są koniecznością, na przykład w służbach ratunkowych, komunikacji wojskowej lub każdej sytuacji, w której potrzebna jest niezawodna transmisja radiowa.

Sinad, łącząc różne rodzaje problemów sygnałowych, Sinad pozwala inżynierom i technikom szybko zrozumieć, jak dobrze działa system komunikacji.To szybkie i dokładne zrozumienie jest potrzebne, aby upewnić się, że system działa tak, jak powinien w rzeczywistych warunkach, w których różne rodzaje zakłóceń mogą poważnie wpływać na jakość sygnału.

Rola Sinada w zapewnieniu prostej wydajności sprawia, że ​​jest bardzo przydatna do prowadzenia i ulepszania systemów komunikacji radiowej, upewniając się, że pozostają one niezawodne w sytuacjach, w których są potrzebne.Znaczenie tego środka polega nie tylko na jego zdolności do sprawdzania bieżącej wydajności systemu, ale także pomaganie w znalezieniu i rozwiązaniu potencjalnych problemów, zanim spowodują problemy z komunikacją.

Pomiary Sinad i wrażliwość na odbiornik

Rysunek 4: Porównanie wyjściowe sygnału i harmonicznych

Sinad (współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń) jest użytecznym pomiarem do sprawdzenia, w jaki sposób odbiornik radiowy może podnieść i przetwarzać słabe sygnały, nawet gdy występuje szum i zniekształcenie.Wrażliwość na odbiornik dotyczy tego, jak dobrze odbiornik radiowy może wyraźnie zbierać słabe sygnały, co ma znaczenie w sytuacjach, w których sygnały są słabe lub w przypadku zakłóceń.

Sinad jest szczególnie pomocny, ponieważ uwzględnia zarówno hałas, jak i zniekształcenie.W przeciwieństwie do stosunku sygnału do szumu (SNR), który patrzy tylko na szum w porównaniu z sygnałem, Sinad również rozważa zniekształcenie, dając pełniejszy obraz tego, jak dobrze odbiornik działa.

Zrozumienie Sinad oznacza sprawdzenie, jak dobrze odbiornik może oddzielić pożądany sygnał od niechcianego szumu i zniekształceń.Podczas pomiaru SINAD rozważane jest zarówno moc sygnału, jak i połączona moc szumu i zniekształceń.Wyższa wartość SINAD oznacza, że ​​odbiornik lepiej obsługuje słabe sygnały, z mniejszym wpływem hałasu i zniekształceń.

Na czułość odbiornika wpływa kilka czynników, w tym rysunek szumu (NF), który mierzy ilość szumu dodanego przez elektronikę odbiornika, oraz podłogę szumu, który jest najniższym poziomem sygnału, który można wykryć nad nieodłącznym szumem systemu.Kolejnym czynnikiem jest wzajemne mieszanie, czyli zakłócenia wywołane, gdy silne sygnały mieszają się z lokalnym szumem oscylatora, co utrudnia obsłudze słabych sygnałów.

Sinad jest zwykle mierzony przez wysłanie znanego sygnału do odbiornika, a następnie pomiar wyjścia, aby zobaczyć, ile szumu i zniekształceń jest obecnych.Ten pomiar zapewnia jedną wartość, którą można wykorzystać do porównania wydajności różnych odbiorników lub do sprawdzenia, jak dobrze odbiornik będzie działał w różnych sytuacjach.

Zrozumienie Sinada

Współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń (SINAD) jest pomiarem, który pomaga nam zrozumieć jakość sygnału w systemach komunikacyjnych i audio.Sinad mierzy się w decybelach (dB) i mówi nam, jak bardzo oryginalny sygnał miał wpływ szum i zniekształcenie.

Definicja i formuła

Sinad jest definiowany jako stosunek między całkowitą mocą sygnału (który obejmuje pożądany sygnał, szum i wszelkie zniekształcenie) a mocą samego szumu i zniekształceń.Formuła obliczania Sinad jest:

Ta formuła porównuje połączoną moc sygnału, szumu i zniekształceń z samą mocą szumu i zniekształceń.Wynik pokazano w decybelach, co daje nam wyobrażenie o ogólnej jakości sygnału. Wyższa wartość sinad oznacza lepszą jakość sygnału Ponieważ pokazuje, że pożądany sygnał jest silniejszy w porównaniu z szumem i zniekształceniem.

Współczynnik mocy, a nie stosunek napięcia

Sinad jest współczynnikiem mocy, a nie współczynnikiem napięcia.Jest to ważne, aby zrozumieć, ponieważ moc i napięcie są różne w systemach elektrycznych.Moc jest podłączona do kwadratu napięcia, co oznacza, że ​​niewielkie zmiany napięcia mogą prowadzić do dużych zmian mocy.Dlatego przy pomiarze SINAD skupiamy się na mocy, aby dokładnie odzwierciedlić wpływ szumu i zniekształceń na sygnał.

Pomiar Sinad pomaga nam ocenić, jak dobrze system może odtworzyć oryginalny sygnał bez dodawania zbyt dużej ilości szumu lub zniekształceń.Wysoka wartość SINAD wskazuje, że system wykonuje dobrą robotę, zachowując oryginalny sygnał jasny i dokładny.

W codziennym użyciu Sinad występuje w obszarach takich jak inżynieria audio i telekomunikacja, w których ważne jest utrzymanie jakości sygnału.Na przykład w systemach audio wyższa wartość SINAD oznacza, że ​​muzyka lub mowa jest odtwarzana z mniejszymi zniekształceniami i szumem tła, co prowadzi do wyraźniejszego i przyjemniejszego doświadczenia słuchania.

Podstawowe techniki pomiaru Sinad

Rysunek 5: Pomiar Sinad za pomocą tonu audio

Aby zmierzyć SINAD, sygnał modulowany tonem audio (zwykle 1 kHz) jest podawany do odbiornika radiowego.Następnie analizuje się wyjście odbiornika, które obejmują oryginalny sygnał, szum i zniekształcenie.Sygnał audio przechodzi przez filtr wycięcia, który usuwa ton 1 kHz, pozostawiając tylko szum i zniekształcenie.Wartość SINAD jest następnie obliczana przy użyciu zmierzonych poziomów mocy całkowitego sygnału (sygnał + odkształcenie + zniekształcenie) oraz pozostałego szumu i zniekształceń po filtrowaniu.

Podczas gdy wyjście elektryczne na zaciskach wyjściowych odbiornika jest najczęstszym punktem pomiaru, inne podejście polega na użyciu przetwornika do konwersji dźwięku z głośnika z powrotem w sygnał elektryczny, zapewniając, że każde zniekształcenie wywołane głośnikiem jest również uwzględnione.

Jak mierzyć Sinad?

Istnieją dwa główne sposoby pomiaru Sinada: używanie oddzielnego sprzętu testowego lub korzystanie z wyspecjalizowanych mierników Sinad.

Używanie osobnego sprzętu testowego polega na pomiaru różnych części potrzebnych do obliczenia Sinada ręcznie.Ta metoda wymaga kilku narzędzi, takich jak generatory sygnałów, oscyloskopy i analizatory spektrum, aby oddzielnie mierzyć szum, zniekształcenie i poziomy sygnału.Chociaż może być dokładne, zajmuje to dużo czasu i może prowadzić do błędów, szczególnie w przypadku złożonych pomiarów.

Specjalistyczne mierniki Sinad są urządzeniami wykonanymi tylko do pomiaru Sinada.Mierniki te łączą wszystkie potrzebne obwody w jedno urządzenie i mogą być podłączone bezpośrednio do odbiorników radiowych.Ułatwia to proces pomiaru poprzez automatyczne obliczanie sinad na podstawie

sygnały wchodzące i wychodzące.Korzystanie z mierników SINAD sprawia, że ​​proces ten szybszy i zmniejsza ryzyko błędów.

Jak wykonywany jest pomiar

Zacznij od pomiar hałasu i zniekształcenie na wyjściu odbiornika, gdy nie ma sygnału.Ten krok ustawia poziomy wyjściowe hałasu i zniekształceń, które są potrzebne do dokładnego pomiaru SINAD.Następny, Zastosuj znany sygnał do wejścia odbiornika.Powoli zwiększ poziom sygnału, aż poziom wyjściowy wzrośnie o 12 dB.Ten krok pomaga określić punkt, w którym sygnał jest wystarczająco wyraźny, aby mierzyć go powyżej szumu i zniekształceń.Wreszcie, Zapisz poziom sygnału potrzebne do uzyskania wzrostu wyjściowego o 12 dB.Ten poziom sygnału może wynosić zaledwie 0,25 mikrowoltów, w zależności od wrażliwego odbiornika.

Pomiary Sinad są ważne dla sprawdzania, jak dobrze działają odbiorniki radiowe, szczególnie w miejscach z dużą ilością hałasu i zniekształceń.Dokładnie mierząc SINAD, inżynierowie mogą zobaczyć, jak dobrze odbiornik może zachować jasny sygnał, co jest bardzo ważne dla niezawodnej komunikacji.

Korzystanie z specjalistycznych mierników SINAD sprawia, że ​​proces pomiaru jest bardziej dokładny i mniej skomplikowany, co ułatwia inżynierom uzyskanie wiarygodnych wyników.

Sinad Filtry pomiarowe

Rysunek 6: Pomiar Sinad za pomocą filtra Notch

W pomiarze Sinad (sygnał do szumu i zniekształceń) filtr wycięcia służy do usunięcia tonu z sygnału, który jest niezbędny do dokładnej analizy.Pasmo pasma filtra bezpośrednio wpływa na to, jak dobrze może izolować ton bez wpływu na otaczający szum i zniekształcenie.

Idealnie, filtr powinien usunąć ton bez zmiany szumu i zniekształceń, ale ograniczona szerokość pasma może prowadzić do pewnego zmniejszenia tych niechcianych komponentów.

Standardy takie jak te z Europejskiego Instytutu Standardów Telekomunikacyjnych (ETSI) określają, że dla tonu 1 kHz filtr powinien go zmniejszyć o co najmniej 40 dB, zachowując szum i zniekształcenie głównie nienaruszone.

Filtr musi zrównoważyć przepustowość, aby skutecznie oddzielić ton od szumu i zniekształceń.Zbyt szeroki filtr może nie w pełni odizolować tonu, podczas gdy taki, który jest zbyt wąski, może zmniejszyć zarówno ton, jak i niektóre hałas i zniekształcenie, co prowadzi do niedokładnych odczytów Sinad.

Specyfikacje sinad

Współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń (SINAD) jest ważnym miarą znalezioną w szczegółach technicznych urządzeń komunikacyjnych radiowych, szczególnie tych działających w pasmach bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) i ultra wysokiej częstotliwości (UHF).Sinad pokazuje związek między całkowitą mocą sygnału (w tym szumem i zniekształceniem) a mocą samego szumu i zniekształceń.Ta miara jest przydatna do zrozumienia, jak dobrze działa odbiornik radiowy i jego ogólna jakość.

Typowa specyfikacja może powiedzieć: „Czułość odbiornika = 0,3 µV przy 12 dB sinad”.Oznacza to, że odbiornik może osiągnąć 12 dB SINAD z sygnałem wejściowym tak niskim jak 0,3 mikrowoltów.Mówiąc najprościej, im niższy sygnał wejściowy potrzebny do osiągnięcia 12 dB sinad, tym bardziej wrażliwy jest odbiornik.Ta wrażliwość pokazuje, jak dobrze odbiornik może wykryć słabe sygnały, co jest bardzo pomocne w systemach komunikacyjnych, w których siła sygnału może bardzo się zmieniać.

Zastosowania pomiarów Sinad

Rysunek 7: Schemat procesu pomiaru pomiaru SINAD

Wrażliwość na odbiornik

Sinad jest głównie używany do pomiaru wrażliwego odbiornika radiowego.Ten pomiar pomaga zapewnić, że odbiornik spełnia wymagane standardy wydajności.Podczas testowania i projektowania obwodu częstotliwości radiowej (RF) SINAD służy do sprawdzenia, czy odbiornik może dobrze wykrywać i przetwarzać sygnały, nawet gdy sygnały są słabe.Często stosuje się standardową wartość SINAD wynoszącą 12 dB, co odpowiada 25% poziomowi zniekształceń, gdy jako sygnał modulujący jest używany ton 1 kHz.Ten poziom zniekształceń służy jako wspólny punkt oceny wrażliwości odbiornika.

Blokowanie odbiornika

Sinad pomaga również sprawdzić, jak dobrze odbiornik może obsłużyć mocne sygnały, które nie są na pożądanym kanale, znanym jako blokowanie odbiornika.W takim przypadku poziom odniesienia SINAD jest najpierw ustawiony za pomocą czystego sygnału.Następnie wprowadza się sygnał poza kanałem, a jego wytrzymałość powoli zwiększa się.Punkt, w którym spadnie poziom Sinad, pokazuje, jak odbiornik reaguje na blokowanie.Ten pomiar pomaga inżynierom zrozumieć, w jaki sposób odbiornik może działać poprawnie w obliczu silnych, niechcianych sygnałów, które w innym przypadku mogą powodować problemy w komunikacji.

Sąsiednie odrzucenie kanału

Kolejnym zastosowaniem SINAD jest sprawdzenie, jak dobrze odbiornik może odrzucić sygnały z pobliskich kanałów.W tym procesie sygnał zakłócający jest umieszczany na pobliskim kanale, a poziom Sinad jest mierzony.Siła sygnału zakłócającego jest następnie zwiększana, aż Sinad spadnie do poziomu odniesienia.Ten pomiar pokazuje zdolność odbiornika do odrzucania sygnałów z pobliskich kanałów, co jest pomocne w sytuacjach, w których obecnych jest wiele sygnałów, na przykład w zatłoczonych widmach radiowych.Odbiornik z dobrym sąsiadującym odrzuceniem kanału może zignorować lub zmniejszyć efekt pobliskich sygnałów, umożliwiając wyraźną komunikację.

Wniosek

Sinad (współczynnik sygnału do szumu i zniekształceń) to coś więcej niż tylko techniczny termin-jest to pomocny sposób zrozumienia, jak dobrze odbiornik radiowy może poradzić sobie z problemami komunikacyjnymi w świecie rzeczywistym.Sinad daje inżynierom i technikom prostą liczbę, która pokazuje, jak dobrze odbiornik może utrzymać sygnały jasne, nawet w hałaśliwych i trudnych warunkach.Od sprawdzenia, jak wrażliwy jest odbiornik po ocenę, jak dobrze może odfiltrować niechciane sygnały, Sinad pomaga w projektowaniu, testowaniu i utrzymaniu niezawodnych systemów radiowych.W miarę rozwoju technologii, zrozumienie i wykorzystania pomiarów SINAD pozostanie cenną częścią upewnienia się, że systemy komunikacyjne działają tak, jak powinny, teraz iw przyszłości.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Co mówi nam częstotliwość, w której Sinad jest o 3 dB niższy niż najlepsza wartość przypadku?

Częstotliwość, w której SinAD jest o 3 dB niższa niż najlepsza wartość, pokazuje punkt, w którym wydajność odbiornika zaczyna się spadać.Częstotliwość ta pomaga zidentyfikować zakres, w którym odbiornik może nadal działać dobrze, zanim szum i zniekształcenie zaczną zakłócać jakość sygnału.

2. Co oznacza 12dB sinad?

SINAD 12 dB oznacza, że ​​siła sygnału w połączeniu z hałasem i zniekształceniem jest o 12 decybeli wyżej niż tylko sam hałas i zniekształcenie.Ten poziom jest powszechnie używany jako standard do sprawdzenia, w jaki sposób odbiornik radiowy może odebrać wyraźny sygnał.Pokazuje, że sygnał jest wystarczająco silny w porównaniu z szumem i zniekształceniem, aby być użytecznym.

3. Jak obliczyć ENOB z Sinad?

Aby znaleźć efektywną liczbę bitów (ENOB) z Sinad, możesz użyć tej wzoru: ENOB = (sinad - 1.76) / 6.02.Ta formuła przekształca wartość SINAD, zwykle mierzona w decybelach, w liczbę bitów reprezentujących, jak dobrze konwerter analogowo-cyfrowy (ADC) może przekształcić sygnał analogowy w cyfrowy.

4. W jaki sposób Sinad mierzy się w komunikacji komórkowej i mobilnej?

W komunikacji komórkowej i mobilnej SINAD mierzy się poprzez wysłanie znanego sygnału do odbiornika, a następnie sprawdzając wyjście, aby zobaczyć, ile szumu i zniekształceń są obecne wraz z sygnałem.Proces ten pomaga zrozumieć, w jaki sposób odbiornik może obsługiwać sygnały w sytuacjach, w których mogą występować zakłócenia, co jest ważne dla utrzymywania czystości komunikacji w sieciach mobilnych.

5. Co to jest Sinad w ADC?

Sinad w konwerterie analogowo-cyfrowym (ADC) odnosi się do stosunku całkowitego sygnału, który obejmuje szum i zniekształcenie, tylko do samego szumu i zniekształceń.Ten pomiar mówi nam, jak dobrze ADC może przekonwertować sygnał analogowy na cyfrowy, z wyższymi wartościami SINAD, co oznacza lepszą wydajność i mniejszą ingerencją z szumu i zniekształceń.