Sinad

I radiokommunikation er det meget vigtigt at sikre, at signaler er klare og pålidelige.Uanset om det er til nødhjælp, militære operationer eller hverdagsudsendelser, er det nødvendigt med radiomodtagere.En måde, hvorpå ingeniører og teknikere tjekker, hvor godt disse modtagere fungerer, er ved at bruge Sinad, der står for signal til støj og forvrængning.Sinad er en måling, der viser, hvor godt en modtager kan producere et klart signal, selv når der er meget støj og forvrængning.Denne artikel vil forklare, hvad Sinad er, hvorfor den betyder noget, og hvordan den måles og bruges i forskellige kommunikationssystemer.

Katalog

Figur 1: Sinad -testopsætning

Hvad er Sinad?

Sinad (signal til støj og forvrængning) er en nøglemåling, der hjælper med at bestemme, hvor godt radiomodtagere fungerer ved at kontrollere deres evne til at producere et klart signal, selv når der er støj og forvrængning.Sinad beregnes ved at sammenligne signalets styrke sammen med støj og forvrængning med støj og forvrængning alene.Resultatet er normalt angivet i decibel (DB).

Figur 2: Signal til støj og forvrængning (Harmonics) graf

Når SINAD -værdier er højere, betyder det, at modtageren kan hente svagere signaler mere tydeligt, hvilket gør den mere følsom og i stand til at levere bedre lyd eller data.Sinad bruges ofte i systemer som FM, VHF, UHF og undertiden AM og SSB for at sikre, at kommunikationen er pålidelig.

I design og test af radioudstyr hjælper Sinad ingeniører med at justere modtagerkredsløb, så de fungerer godt, selv på steder med en masse interferens eller hvor signaler er svage.Dette sikrer, at modtageren fungerer effektivt i forskellige situationer.

Hvorfor er Sinad vigtig?

Figur 3: Radioenheder, der bruges til SINAD -måling

Sinad (Signal-til-støj og forvrængningsforhold) er vigtig, fordi det giver en måde at måle en radiomoders ydelse ved at kombinere både støj og forvrængning i et enkelt tal.Denne måling er nyttig, fordi det gør det lettere at evaluere, hvor godt modtageren kan håndtere signaler, især i hårde miljøer.

Når man kontrollerer en radiomodtager, viser Sinad, hvor godt enheden kan styre svage signaler, når der er interferens.Denne evne er meget vigtig i situationer, hvor klare signaler er et must, såsom i nødsituationer, militær kommunikation eller enhver situation, hvor der er behov for pålidelig radiooverførsel.

Ved at samle forskellige typer signalproblemer i en måling giver Sinad ingeniører og teknikere mulighed for hurtigt at forstå, hvor godt kommunikationssystemet fungerer.Denne hurtige og nøjagtige forståelse er nødvendig for at sikre, at systemet fungerer, som det skal under forhold i den virkelige verden, hvor forskellige typer interferens kan påvirke signalkvaliteten alvorligt.

Sinads rolle i at give et simpelt mål for ydeevne gør det meget nyttigt til at holde og forbedre radiokommunikationssystemer, og sørge for, at de forbliver pålidelige i situationer, hvor de er nødvendige.Denne foranstaltningsmæssige betydning ligger ikke kun i dens evne til at kontrollere den aktuelle systemydelse, men også med at hjælpe med at finde og løse potentielle problemer, før de skaber problemer med kommunikation.

Sinad -målinger og modtagerfølsomhed

Figur 4: Sammenligning af signal og harmonik

Sinad (signal-til-støj og forvrængningsforhold) er en nyttig måling til at kontrollere, hvor godt en radiomodtager kan hente og behandle svage signaler, selv når der er støj og forvrængning.Modtagerfølsomhed handler om, hvor godt en radiomodtager kan hente svage signaler klart, hvilket betyder meget i situationer, hvor signalerne er svage, eller når der er interferens.

Sinad er især nyttig, fordi den tager højde for både støj og forvrængning.I modsætning til signal-til-støjforholdet (SNR), der kun ser på støj sammenlignet med signalet, overvejer Sinad også forvrængning, hvilket giver et mere komplet billede af, hvor godt modtageren klarer sig.

At forstå Sinad betyder at se på, hvor godt en modtager kan adskille det ønskede signal fra uønsket støj og forvrængning.Når man måler Sinad, overvejes både signalkraften og den kombinerede effekt af støj og forvrængning.En højere Sinad -værdi betyder, at modtageren kan håndtere svage signaler bedre med mindre indflydelse fra støj og forvrængning.

Modtagerfølsomheden er påvirket af flere faktorer, herunder støjfiguren (NF), som måler mængden af ​​støj, der er tilføjet af modtagerens elektronik, og støjgulvet, som er det laveste signalniveau, der kan detekteres over systemets iboende støj.En anden faktor er gensidig blanding, som er interferensen forårsaget, når stærke signaler blandes med den lokale oscillatorstøj, hvilket gør det sværere for modtageren at håndtere svage signaler.

Sinad måles normalt ved at sende et kendt signal til modtageren og derefter måle output for at se, hvor meget støj og forvrængning der er til stede.Denne måling giver en enkelt værdi, der kan bruges til at sammenligne ydeevnen for forskellige modtagere eller til at se, hvor godt en modtager vil arbejde i forskellige situationer.

Forståelse af Sinad

Signal-til-støj og forvrængningsforhold (SINAD) er en måling, der hjælper os med at forstå kvaliteten af ​​et signal i kommunikations- og lydsystemer.Sinad måles i decibel (DB) og fortæller os, hvor meget det originale signal er blevet påvirket af støj og forvrængning.

Definition og formel

Sinad defineres som forholdet mellem den samlede effekt af et signal (som inkluderer det ønskede signal, støj og enhver forvrængning) og kraften i kun støj og forvrængning.Formlen til beregning af Sinad er:

Denne formel sammenligner den kombinerede kraft af signalet, støj og forvrængning med kraften i støj og forvrængning alene.Resultatet er vist i decibel, hvilket giver os en idé om den samlede kvalitet af signalet. En højere Sinad -værdi betyder bedre signalkvalitet Fordi det viser, at det ønskede signal er stærkere sammenlignet med støj og forvrængning.

Strømforhold, ikke spændingsforhold

Sinad er et effektforhold, ikke et spændingsforhold.Dette er vigtigt at forstå, fordi strøm og spænding er relateret forskelligt i elektriske systemer.Strømmen er forbundet til kvadratet på spændingen, hvilket betyder, at små ændringer i spænding kan føre til store effektændringer.Derfor, når vi måler Sinad, fokuserer vi på magt til nøjagtigt at afspejle virkningen af ​​støj og forvrængning på signalet.

Måling af Sinad hjælper os med at evaluere, hvor godt et system kan gengive det originale signal uden at tilføje for meget støj eller forvrængning.En høj Sinad -værdi indikerer, at systemet gør et godt stykke arbejde med at holde det originale signal klar og nøjagtigt.

Ved daglig brug findes Sinad i områder som lydteknik og telekommunikation, hvor det er vigtigt at opretholde signalets kvalitet.I lydsystemer betyder for eksempel en højere Sinad -værdi, at musik eller tale gengives med mindre forvrængning og baggrundsstøj, hvilket fører til en klarere og sjovere lytteoplevelse.

Grundlæggende SINAD -målingsteknikker

Figur 5: Sinad -måling ved hjælp af lydtone

For at måle Sinad føres et signal moduleret med en lydtone (normalt 1 kHz) ind i radiomodtageren.Modtagerens output, der inkluderer det originale signal, støj og forvrængning, analyseres derefter.Lydsignalet føres gennem et hakfilter, der fjerner 1 kHz -tonen, hvilket kun efterlader støj og forvrængning.SINAD -værdien beregnes derefter ved hjælp af de målte effektniveauer for det samlede signal (signal + støj + forvrængning) og den resterende støj og forvrængning efter filtrering.

Mens den elektriske output ved modtagerens lydudgangsterminaler er det mest almindelige punkt for måling, involverer en anden tilgang at bruge en transducer til at konvertere lyden fra højttaleren tilbage til et elektrisk signal, hvilket sikrer, at enhver højttalerinduceret forvrængning også er taget højde for.

Hvordan man måler sinad?

Der er to vigtigste måder at måle Sinad på: at bruge separat testudstyr eller bruge specialiserede Sinad -målere.

Brug af separat testudstyr involverer måling af de forskellige dele, der er nødvendige for at beregne Sinad for hånd.Denne metode kræver flere værktøjer, som signalgeneratorer, oscilloskoper og spektrumanalysatorer, for at måle støj, forvrængning og signalniveauer separat.Selvom det kan være nøjagtigt, tager det meget tid og kan føre til fejl, især med komplekse målinger.

Specialiserede Sinad -målere er enheder lavet bare til måling af Sinad.Disse målere kombinerer alle de nødvendige kredsløb til en enhed og kan tilsluttes direkte til radiomodtagere.Dette gør måleprocessen lettere ved automatisk at beregne Sinad baseret på

Signaler går ind og ud.Brug af Sinad -målere gør processen hurtigere og reducerer chancen for fejl.

Hvordan målingen udføres

Start med Måling af støj og forvrængning ved modtagerens output, når der ikke er noget signal.Dette trin indstiller baseline -niveauerne af støj og forvrængning, som er nødvendige for en nøjagtig SINAD -måling.Næste, Anvend et kendt signal til modtagerens input.Forøg langsomt signalniveauet, indtil udgangsniveauet stiger med 12 dB.Dette trin hjælper med at bestemme det punkt, hvor signalet er klart nok til at måles over støj og forvrængning.Endelig, Registrer signalniveauet behov for at få den 12 dB output stigning.Dette signalniveau kan være så lavt som 0,25 mikrovolt, afhængigt af hvor følsom modtageren er.

Sinad -målinger er vigtige for at kontrollere, hvor godt radiomodtagere fungerer, især på steder med masser af støj og forvrængning.Ved nøjagtigt at måle Sinad kan ingeniører se, hvor godt en modtager kan holde signalet klart, hvilket er meget vigtigt for pålidelig kommunikation.

Brug af specialiserede Sinad -målere gør måleprocessen mere nøjagtig og mindre kompliceret, hvilket gør det lettere for ingeniører at få pålidelige resultater.

SINAD -målefiltre

Figur 6: Sinad -måling ved hjælp af Notch -filter

I Sinad (signal-til-støj og forvrængning) måling bruges Notch-filteret til at fjerne tonen fra signalet, hvilket er nødvendigt til nøjagtig analyse.Filterets båndbredde påvirker direkte, hvor godt det kan isolere tonen uden at påvirke den omgivende støj og forvrængning.

Ideelt set skal filteret fjerne tonen uden at ændre støj og forvrængning, men en begrænset båndbredde kan også føre til en vis reduktion i disse uønskede komponenter.

Standarder som dem fra European Telecommunications Standards Institute (ETSI) specificerer, at for en 1 kHz -tone skal filteret reducere det med mindst 40 dB, mens den støj og forvrængning hovedsageligt ikke påvirkes.

Filteret skal afbalancere sin båndbredde for effektivt at adskille tonen fra støj og forvrængning.Et filter, der er for bredt, kan muligvis ikke fuldt ud isolere tonen, mens et, der er for smalt, kan reducere både tonen og noget af støj og forvrængning, hvilket fører til unøjagtige Sinad -aflæsninger.

Sinad -specifikationer

Signal-til-støj og forvrængningsforhold (SINAD) er en vigtig foranstaltning, der findes i de tekniske detaljer i radiokommunikationsudstyr, især dem, der opererer i de meget høje frekvens (VHF) og UHF-bånd (UHF).Sinad viser forholdet mellem den samlede effekt af et signal (inklusive støj og forvrængning) og kraften i bare støj og forvrængning.Denne foranstaltning er nyttig til at forstå, hvor godt en radiomodtager fungerer og dens samlede kvalitet.

En typisk specifikation kan sige, "modtagerfølsomhed = 0,3 µV ved 12 dB sinad."Dette betyder, at modtageren kan opnå en 12 dB sinad med et indgangssignal så lavt som 0,3 mikrovolt.Kort sagt, jo lavere indgangssignalet er nødvendigt for at nå en 12 dB sinad, jo mere følsom er modtageren.Denne følsomhed viser, hvor godt modtageren kan registrere svage signaler, hvilket er meget nyttigt i kommunikationssystemer, hvor signalstyrke kan ændre sig meget.

Anvendelser af Sinad -målinger

Figur 7: Sinad Målingsprocesdiagram

Modtagerfølsomhed

Sinad bruges hovedsageligt til at måle, hvor følsom en radiomodtager er.Denne måling hjælper med at sikre, at modtageren opfylder de krævede ydelsesstandarder.Under test og design af radiofrekvenskredsløbet (RF) kredsløb bruges Sinad til at kontrollere, at modtageren kan registrere og behandle signalisaler godt, selv når signalerne er svage.En standard SINAD -værdi på 12 dB bruges ofte, hvilket svarer til et 25% forvrængningsniveau, når en 1 kHz -tone bruges som moduleringssignal.Dette forvrængningsniveau tjener som et almindeligt punkt for evaluering af modtagerens følsomhed.

Modtagerblokering

Sinad hjælper også med at kontrollere, hvor godt en modtager kan håndtere stærke signaler, der ikke er på den ønskede kanal, kendt som modtagerblokering.I dette tilfælde indstilles et referencen SINAD -niveau først med et rent signal.Derefter introduceres et off-channel-signal, og dens styrke øges langsomt.Det punkt, hvor Sinad -niveau falder, viser, hvordan modtageren reagerer på blokering.Denne måling hjælper ingeniører med at forstå, hvor godt modtageren kan fortsætte med at fungere korrekt, når de står over for stærke, uønskede signaler, der ellers kunne forårsage problemer i kommunikationen.

Tilstødende kanalafvisning

En anden brug af Sinad er ved at kontrollere, hvor godt en modtager kan afvise signaler fra nærliggende kanaler.I denne proces placeres et interfererende signal på en nærliggende kanal, og SINAD -niveauet måles.Styrken af ​​det interfererende signal øges derefter, indtil SINAD falder til referenceniveauet.Denne måling viser modtagerens evne til at afvise signaler fra nærliggende kanaler, hvilket er nyttigt i situationer, hvor mange signaler er til stede, såsom i overfyldte radiospektrum.En modtager med god tilstødende kanalafvisning kan ignorere eller reducere effekten af ​​nærliggende signaler, hvilket muliggør klar kommunikation.

Konklusion

Sinad (signal til støj- og forvrængningsforhold) er mere end bare et teknisk udtryk-det er en nyttig måde at forstå, hvor godt en radiomodtager kan håndtere kommunikationsproblemer i den virkelige verden.Sinad giver ingeniører og teknikere et simpelt nummer, der viser, hvor godt en modtager kan holde signaler klare, selv under støjende og vanskelige forhold.Fra at kontrollere, hvor følsom en modtager er for at evaluere, hvor godt den kan filtrere uønskede signaler, hjælper Sinad i design, test og vedligeholdelse af pålidelige radiosystemer.Efterhånden som teknologien fortsætter med at udvikle, vil forståelsen og bruge SINAD -målinger forblive en værdifuld del af at sikre, at kommunikationssystemer fungerer, som de burde, nu og i fremtiden.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad fortæller os, hvor frekvensen er 3 dB lavere end den bedste sagværdi?

Frekvensen, hvor Sinad er 3 dB lavere end den bedste case-værdi, viser det punkt, hvor modtagerens ydelse begynder at falde af.Denne frekvens hjælper med at identificere det interval, som modtageren stadig kan fungere godt inden støj og forvrængning begynder at forstyrre signalkvaliteten.

2. Hvad betyder 12db sinad?

En 12 dB sinad betyder, at styrken af ​​signalet, når den kombineres med støj og forvrængning, er 12 decibel højere end bare støj og forvrængning alene.Dette niveau bruges ofte som en standard til at kontrollere, hvor godt en radiomodtager kan hente et klart signal.Det viser, at signalet er stærkt nok sammenlignet med støj og forvrængning til at være anvendelig.

3. Hvordan beregner du ENOB fra Sinad?

For at finde det effektive antal bits (ENOB) fra Sinad kan du bruge denne formel: ENOB = (SINAD - 1,76) / 6.02.Denne formel konverterer SINAD-værdien, som normalt måles i decibel, til antallet af bits, der repræsenterer, hvor godt en analog-til-digital konverter (ADC) kan omdanne et analogt signal til et digitalt.

4. Hvordan måles Sinad i cellulær og mobil kommunikation?

I cellulær og mobil kommunikation måles Sinad ved at sende et kendt signal til modtageren og derefter kontrollere output for at se, hvor meget støj og forvrængning der er til stede sammen med signalet.Denne proces hjælper med at forstå, hvor godt modtageren kan håndtere signaler i situationer, hvor der kan være interferens, hvilket er vigtigt for at holde kommunikationen klar i mobilnetværk.

5. Hvad er Sinad i ADC?

Sinad i en analog-til-digital konverter (ADC) henviser til forholdet mellem det samlede signal, der inkluderer støj og forvrængning, til kun støj og forvrængning alene.Denne måling fortæller os, hvor godt ADC kan konvertere et analogt signal til et digitalt, med højere SINAD -værdier, der betyder bedre ydeevne og mindre interferens fra støj og forvrængning.