Sinad

Nelle comunicazioni radio, assicurarsi che i segnali siano chiari e affidabili è molto importante.Che si tratti di servizi di emergenza, operazioni militari o trasmissioni quotidiane, è necessaria la performance dei ricevitori radio.Un modo in cui ingegneri e tecnici controllano quanto funzionano questi ricevitori utilizzando Sinad, che sta per il rapporto segnale -rumore e distorsione.Sinad è una misurazione che mostra quanto bene un ricevitore possa produrre un segnale chiaro, anche quando c'è molto rumore e distorsione.Questo articolo spiegherà cos'è Sinad, perché conta e come viene misurato e utilizzato in diversi sistemi di comunicazione.

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Figura 1: configurazione di test Sinad

Cos'è Sinad?

Sinad (segnale al rumore e distorsione) è una misurazione chiave che aiuta a determinare come funzionano bene i ricevitori radio controllando la loro capacità di produrre un segnale chiaro anche quando c'è rumore e distorsione.Sinad viene calcolato confrontando la resistenza del segnale insieme al rumore e alla distorsione con il solo rumore e distorsione.Il risultato è generalmente somministrato in decibel (dB).

Figura 2: grafico del segnale al rumore e alla distorsione (armonica)

Quando i valori di Sinad sono più elevati, significa che il ricevitore può raccogliere segnali più deboli più chiaramente, rendendolo più sensibile e in grado di fornire un suono o dati migliori.Sinad è comunemente usato in sistemi come FM, VHF, UHF e talvolta AM e SSB, per assicurarsi che la comunicazione sia affidabile.

Nella progettazione e test delle apparecchiature radio, Sinad aiuta gli ingegneri a regolare i circuiti del ricevitore in modo che funzionino bene, anche in luoghi con molte interferenze o dove i segnali sono deboli.Ciò garantisce che il ricevitore funzioni efficacemente in varie situazioni.

Perché Sinad è importante?

Figura 3: dispositivi radio utilizzati per la misurazione di Sinad

Sinad (Il rapporto segnale-rumore e distorsione) è importante perché fornisce un modo per misurare le prestazioni di un ricevitore radio combinando sia il rumore che la distorsione in un semplice numero.Questa misurazione è utile perché rende più facile valutare quanto bene il ricevitore può gestire i segnali, specialmente in ambienti difficili.

Quando si controlla un ricevitore radio, Sinad mostra quanto bene il dispositivo può gestire segnali deboli quando c'è interferenza.Questa capacità è molto importante in situazioni in cui i segnali chiari sono un must, ad esempio nei servizi di emergenza, nelle comunicazioni militari o in qualsiasi situazione in cui è necessaria una trasmissione radio affidabile.

Riunendo diversi tipi di problemi di segnale in una misurazione, Sinad consente agli ingegneri e ai tecnici di comprendere rapidamente quanto funziona il sistema di comunicazione.Questa comprensione rapida e accurata è necessaria per assicurarsi che il sistema funzioni come dovrebbe in condizioni del mondo reale, in cui diversi tipi di interferenza possono influire seriamente sulla qualità del segnale.

Il ruolo di Sinad nel dare una semplice misura delle prestazioni rende molto utile per mantenere e migliorare i sistemi di comunicazione radio, assicurandosi che rimangono affidabili in situazioni in cui sono necessari.L'importanza di questa misura risiede non solo nella sua capacità di verificare le prestazioni delle attuali del sistema, ma anche nell'aiutare a trovare e risolvere potenziali problemi prima di causare problemi con la comunicazione.

Misurazioni di Sinad e sensibilità al ricevitore

Figura 4: confronto di uscita del segnale e delle armoniche

Sinad (rapporto segnale-rumore e distorsione) è una misurazione utile per verificare come un ricevitore radio può raccogliere ed elaborare segnali deboli, anche quando c'è rumore e distorsione.La sensibilità del ricevitore riguarda il modo in cui un ricevitore radio può raccogliere chiaramente segnali deboli, il che conta molto in situazioni in cui i segnali sono deboli o quando c'è interferenza.

Sinad è particolarmente utile perché tiene conto sia del rumore che della distorsione.A differenza del rapporto segnale-rumore (SNR), che osserva solo il rumore rispetto al segnale, Sinad considera anche la distorsione, dando un quadro più completo di quanto bene il ricevitore si sta comportando.

Comprendere Sinad significa guardare come un ricevitore può separare il segnale desiderato dal rumore e dalla distorsione indesiderati.Quando si misurano Sinad, vengono considerate sia la potenza del segnale che la potenza combinata di rumore e distorsione.Un valore di Sinad più elevato significa che il ricevitore può gestire meglio segnali deboli, con un impatto inferiore dal rumore e dalla distorsione.

La sensibilità del ricevitore è influenzata da diversi fattori, tra cui la figura del rumore (NF), che misura la quantità di rumore aggiunta dall'elettronica del ricevitore, e il rumore di fondo, che è il livello di segnale più basso che può essere rilevato al di sopra del rumore intrinseco del sistema.Un altro fattore è la miscelazione reciproca, che è l'interferenza causata quando segnali forti si mescolano con il rumore dell'oscillatore locale, rendendo più difficile per il ricevitore gestire segnali deboli.

Sinad viene solitamente misurato inviando un segnale noto al ricevitore e quindi misurando l'uscita per vedere quanto rumore e distorsione sono presenti.Questa misurazione fornisce un unico valore che può essere utilizzato per confrontare le prestazioni di diversi ricevitori o per vedere come un ricevitore funzionerà in diverse situazioni.

Comprensione di Sinad

Il rapporto segnale-rumore e distorsione (SINAD) è una misurazione che ci aiuta a comprendere la qualità di un segnale nei sistemi di comunicazione e audio.Sinad è misurato in decibel (DB) e ci dice quanto il segnale originale è stato influenzato dal rumore e dalla distorsione.

Definizione e formula

Sinad è definito come il rapporto tra la potenza totale di un segnale (che include il segnale, il rumore e qualsiasi distorsione desiderati) e la potenza del solo rumore e distorsione.La formula per il calcolo di Sinad è:

Questa formula confronta la potenza combinata del segnale, del rumore e della distorsione con la potenza del solo rumore e distorsione.Il risultato è mostrato in Decibels, che ci dà un'idea della qualità generale del segnale. Un valore di Sinad più elevato significa migliore qualità del segnale Perché mostra che il segnale desiderato è più forte rispetto al rumore e alla distorsione.

Rapporto di potenza, non rapporto di tensione

Sinad è un rapporto di potenza, non un rapporto di tensione.Questo è importante da capire perché la potenza e la tensione sono correlate in modo diverso nei sistemi elettrici.La potenza è collegata al quadrato della tensione, il che significa che piccoli cambiamenti nella tensione possono portare a grandi cambiamenti di potenza.Pertanto, quando si misurano Sinad, ci concentriamo sul potere per riflettere accuratamente l'impatto del rumore e della distorsione sul segnale.

La misurazione di Sinad ci aiuta a valutare quanto bene un sistema può riprodurre il segnale originale senza aggiungere troppo rumore o distorsione.Un alto valore di Sinad indica che il sistema sta facendo un buon lavoro per mantenere il segnale originale chiaro e accurato.

Nell'uso quotidiano, Sinad si trova in aree come l'ingegneria audio e le telecomunicazioni, dove è importante mantenere la qualità del segnale.Ad esempio, nei sistemi audio, un valore di Sinad più elevato significa che la musica o il discorso sono riprodotti con meno distorsione e rumore di fondo, portando a un'esperienza di ascolto più chiara e piacevole.

Tecniche di misurazione di base Sinad

Figura 5: misurazione Sinad usando il tono audio

Per misurare Sinad, un segnale modulato con un tono audio (di solito 1 kHz) viene immesso nel ricevitore radio.Viene quindi analizzata l'uscita del ricevitore, che include il segnale, il rumore e la distorsione originali.Il segnale audio viene passato attraverso un filtro di tacca che rimuove il tono di 1 kHz, lasciando dietro di sé solo il rumore e la distorsione.Il valore Sinad viene quindi calcolato usando i livelli di potenza misurati del segnale totale (segnale + rumore + distorsione) e il rumore e la distorsione rimanenti dopo il filtro.

Mentre l'uscita elettrica sui terminali di uscita audio del ricevitore è il punto più comune per la misurazione, un altro approccio prevede l'utilizzo di un trasduttore per convertire l'audio dall'altoparlante in un segnale elettrico, garantendo che sia spiegata qualsiasi distorsione indotta da altoparlanti.

Come misurare Sinad?

Esistono due modi principali per misurare Sinad: utilizzando apparecchiature di prova separate o utilizzando contatori Sinad specializzati.

Utilizzo di apparecchiature di prova separate implica la misurazione delle diverse parti necessarie per calcolare a mano Sinad.Questo metodo richiede diversi strumenti, come generatori di segnali, oscilloscopi e analizzatori di spettro, per misurare separatamente il rumore, la distorsione e i livelli del segnale.Sebbene possa essere accurato, ci vuole molto tempo e può portare a errori, specialmente con misurazioni complesse.

Contatori Sinad specializzati sono dispositivi realizzati solo per misurare Sinad.Questi misuratori combinano tutti i circuiti necessari in un dispositivo e possono essere collegati direttamente ai ricevitori radio.Ciò semplifica il processo di misurazione calcolando automaticamente Sinad in base al

Segnali che entrano e usciranno.L'uso di metri Sinad rende il processo più veloce e riduce la possibilità di errori.

Come viene eseguita la misurazione

Inizia di Misurare il rumore e distorsione all'uscita del ricevitore quando non è presente alcun segnale.Questo passaggio imposta i livelli di base di rumore e distorsione, che sono necessari per una misurazione accurata di Sinad.Prossimo, Applica un segnale noto all'input del ricevitore.Aumentare lentamente il livello del segnale fino a quando il livello di uscita non aumenta di 12 dB.Questo passaggio aiuta a determinare il punto in cui il segnale è abbastanza chiaro da essere misurato sopra il rumore e la distorsione.Finalmente, Registra il livello del segnale necessario per ottenere l'aumento della produzione di 12 dB.Questo livello di segnale potrebbe essere basso di 0,25 microvolt, a seconda di quanto sia sensibile il ricevitore.

Le misurazioni Sinad sono importanti per verificare come funzionano bene i ricevitori radio, specialmente in luoghi con molto rumore e distorsione.Misurando accuratamente Sinad, gli ingegneri possono vedere come un ricevitore può mantenere il segnale chiaro, il che è molto importante per la comunicazione affidabile.

L'uso di metri Sinad specializzati rende il processo di misurazione più accurato e meno complicato, rendendo più facile per gli ingegneri ottenere risultati affidabili.

Filtri di misurazione Sinad

Figura 6: misurazione Sinad usando il filtro Notch

Nella misurazione di Sinad (segnale-rumore e distorsione), il filtro Notch viene utilizzato per rimuovere il tono dal segnale, che è necessario per un'analisi accurata.La larghezza di banda del filtro influisce direttamente sul modo in cui può isolare il tono senza influire sul rumore e sulla distorsione circostanti.

Idealmente, il filtro dovrebbe rimuovere il tono senza alterare il rumore e la distorsione, ma una larghezza di banda limitata può portare a una certa riduzione anche di questi componenti indesiderati.

Standard come quelli dell'European Telecommunications Standards Institute (ETSI) specificano che per un tono di 1 kHz, il filtro dovrebbe ridurlo di almeno 40 dB mantenendo il rumore e la distorsione per lo più inalterati.

Il filtro deve bilanciare la sua larghezza di banda per separare efficacemente il tono dal rumore e dalla distorsione.Un filtro troppo largo potrebbe non isolare completamente il tono, mentre uno troppo stretto potrebbe ridurre sia il tono che un po 'di rumore e distorsione, portando a letture imprecise di Sinad.

Specifiche Sinad

Il rapporto segnale-rumore e distorsione (SINAD) è una misura importante che si trova nei dettagli tecnici delle apparecchiature di comunicazione radio, in particolare quelle che operano nelle bande ad alta frequenza (VHF) e ad altissima frequenza (UHF).Sinad mostra la relazione tra la potenza totale di un segnale (incluso rumore e distorsione) e la potenza del solo rumore e distorsione.Questa misura è utile per capire quanto funziona un ricevitore radio e la sua qualità generale.

Una specifica tipica potrebbe dire: "Sensibilità del ricevitore = 0,3 µV a 12 dB Sinad".Ciò significa che il ricevitore può ottenere un Sinad da 12 dB con un segnale di ingresso a partire da 0,3 microvolt.In poche parole, più basso è il segnale di ingresso necessario per raggiungere un Sinad da 12 dB, più è sensibile il ricevitore.Questa sensibilità mostra quanto bene il ricevitore possa rilevare segnali deboli, il che è molto utile nei sistemi di comunicazione in cui la resistenza al segnale può cambiare molto.

Applicazioni di misurazioni Sinad

Figura 7: diagramma del processo di misurazione Sinad

Sensibilità al ricevitore

Sinad è usato principalmente per misurare quanto sia sensibile un ricevitore radio.Questa misurazione aiuta a garantire che il ricevitore soddisfi gli standard di prestazione richiesti.Durante i test e la progettazione del circuito a radiofrequenza (RF), Sinad viene utilizzato per verificare che il ricevitore possa rilevare e i segnali di processo, anche quando i segnali sono deboli.Viene spesso utilizzato un valore Sinad standard di 12 dB, che corrisponde a un livello di distorsione del 25% quando viene utilizzato un tono di 1 kHz come segnale modulante.Questo livello di distorsione funge da punto comune per valutare la sensibilità del ricevitore.

Blocco del ricevitore

Sinad aiuta anche a verificare come un ricevitore può gestire segnali forti che non si trovano sul canale desiderato, noto come blocco del ricevitore.In questo caso, un livello di riferimento Sinad viene prima impostato con un segnale pulito.Quindi, viene introdotto un segnale fuori dal canale e la sua forza viene lentamente aumentata.Il punto in cui il livello di Sinad scende mostra come il ricevitore reagisce al blocco.Questa misurazione aiuta gli ingegneri a capire quanto bene il ricevitore possa continuare a lavorare correttamente di fronte a segnali forti e indesiderati che potrebbero altrimenti causare problemi di comunicazione.

Rifiuto adiacente del canale

Un altro uso di Sinad è nel controllare come un ricevitore può rifiutare i segnali dai canali vicini.In questo processo, un segnale di interferenza viene posizionato su un canale vicino e viene misurato il livello di Sinad.La forza del segnale di interferenza viene quindi aumentata fino a quando il Sinad non scende al livello di riferimento.Questa misurazione mostra la capacità del ricevitore di rifiutare i segnali dai canali vicini, che è utile in situazioni in cui sono presenti molti segnali, come negli spettri radio affollati.Un ricevitore con un buon rifiuto adiacente del canale può ignorare o ridurre l'effetto dei segnali vicini, consentendo una comunicazione chiara.

Conclusione

Sinad (rapporto segnale-rumore e distorsione) è più di un semplice termine tecnico: è un modo utile per capire come un ricevitore radio può affrontare i problemi di comunicazione del mondo reale.Sinad offre agli ingegneri e ai tecnici un numero semplice che mostra quanto bene un ricevitore possa mantenere chiari i segnali, anche in condizioni rumorose e difficili.Dal controllo di quanto sia sensibile un ricevitore nella valutazione di come può filtrare segnali indesiderati, Sinad aiuta nella progettazione, test e manutenzione di sistemi radio affidabili.Man mano che la tecnologia continua a sviluppare, comprendere e utilizzare le misurazioni Sinad rimarrà una parte preziosa per assicurarsi che i sistemi di comunicazione funzionino come dovrebbero, ora e in futuro.

Domande frequenti [FAQ]

1. Cosa ci dice la frequenza in cui Sinad è 3 dB inferiore al valore migliore?

La frequenza in cui Sinad è di 3 dB in meno del valore migliore mostra il punto in cui le prestazioni del ricevitore iniziano a scendere.Questa frequenza aiuta a identificare l'intervallo su cui il ricevitore può ancora funzionare molto prima che il rumore e la distorsione inizino a interferire con la qualità del segnale.

2. Cosa significa 12db Sinad?

Un Sinad da 12 dB significa che la forza del segnale, se combinata con rumore e distorsione, è 12 decibel più alta del solo rumore e distorsione.Questo livello è comunemente usato come standard per verificare come un ricevitore radio può raccogliere un segnale chiaro.Mostra che il segnale è abbastanza forte rispetto al rumore e alla distorsione per essere utilizzabile.

3. Come si calcola Enob da Sinad?

Per trovare il numero effettivo di bit (ENOB) da Sinad, è possibile utilizzare questa formula: Enob = (Sinad - 1.76) / 6.02.Questa formula converte il valore di Sinad, di solito misurato in decibel, nel numero di bit che rappresentano quanto bene un convertitore da analogico a digitale (ADC) può trasformare un segnale analogico in uno digitale.

4. Come viene misurato Sinad nella comunicazione cellulare e mobile?

Nella comunicazione cellulare e mobile, Sinad viene misurato inviando un segnale noto nel ricevitore e quindi controllando l'uscita per vedere quanto rumore e distorsione sono presenti insieme al segnale.Questo processo aiuta a capire quanto bene il ricevitore può gestire i segnali in situazioni in cui potrebbero esserci interferenze, il che è importante per mantenere la comunicazione chiara nelle reti mobili.

5. Che cos'è Sinad in ADC?

Sinad in un convertitore da analogico a digitale (ADC) si riferisce al rapporto tra il segnale totale, che include rumore e distorsione, solo il rumore e la distorsione da soli.Questa misurazione ci dice quanto bene l'ADC può convertire un segnale analogico in uno digitale, con valori di Sinad più elevati che significa prestazioni migliori e meno interferenze dal rumore e dalla distorsione.