حساب نسبة الإشارة إلى الضوضاء. لماذا تم قطع الاتصال بالإنترنت؟ الأسباب الرئيسية لانخفاض أداء الضوضاء

لقوة الضوضاء.

S N R = P s i g n a l P n o i s e = (A s i g n a l A n o i s e) 2 (\displaystyle \mathrm (SNR) =(P_(\mathrm (إشارة)) ) \over P_(\mathrm (ضوضاء) ))=\left((A_( \mathrm (إشارة)) \over A_(\mathrm (ضوضاء) ))\right)^(2))

أين ص- متوسط القوة، و أ- جذر متوسط قيمة السعة المربعة. ويتم قياس كلتا الإشارتين ضمن النطاق الترددي للنظام.

عادة، يتم التعبير عن نسبة الإشارة إلى الضوضاء بالديسيبل (ديسيبل). وكلما زادت هذه النسبة، قل مستوى الضوضاء الذي يؤثر على أداء النظام.

S N R (d B) = 10 log 10 ⁡ (P s i g n a l P n o i s e) = 20 log 10 ⁡ (A s i g n a l A n o i s e) (\displaystyle \mathrm (SNR(dB)) =10\log _(10)\left(( P_(\mathrm (إشارة)) \over P_(\mathrm (ضوضاء)))\right)=20\log _(10)\left((A_(\mathrm (إشارة)) \over A_(\mathrm (ضوضاء) ) ))\يمين))

الأسباب الرئيسية لانخفاض أداء الضوضاء

يتم تحقيق تقليل الضوضاء الجوهرية لمسار التضخيم (مكبرات الصوت منخفضة الضوضاء) من خلال حلول الدوائر المناسبة، ولا سيما استخدام المكونات النشطة والسلبية ذات مستويات الضوضاء المنخفضة.

إذا كان طيف الإشارة المرغوبة يختلف عن طيف الضوضاء، فيمكن تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء عن طريق الحد من عرض النطاق الترددي للنظام.

لتحسين خصائص الضوضاء للأنظمة المعقدة، يتم استخدام طرق التوافق الكهرومغناطيسي.

قياس

في الهندسة الصوتية، يتم تحديد نسبة الإشارة إلى الضوضاء عن طريق قياس جهد الضوضاء والإشارة عند خرج مكبر الصوت أو أي جهاز آخر لإعادة إنتاج الصوت باستخدام مقياس جذر متوسط تربيع ميلي فولتميتر أو محلل الطيف. تتمتع مكبرات الصوت الحديثة وغيرها من المعدات الصوتية عالية الجودة بنسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ حوالي 100-120 ديسيبل.

في الأنظمة ذات المتطلبات الأعلى، يتم استخدام طرق غير مباشرة لقياس نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ويتم تنفيذها على معدات متخصصة.

في الهندسة الصوتية

نسبة الإشارة إلى الضوضاء - معلمة ADC أو DAC أو الخلاط أو الميكروفون أو الأولي أو النهائي

الأسباب الرئيسية لانخفاض أداء الضوضاء

الأسباب الرئيسية لارتفاع مستويات الضوضاء في أنظمة الإشارات هي:

لتحسين خصائص الضوضاء للأنظمة المعقدة، يتم استخدام طرق التوافق الكهرومغناطيسي.

قياس

في الموسيقى

نسبة الإشارة إلى الضوضاء هي معلمة لمكبر الصوت للسماعات النشطة؛ وهي توضح مقدار الضوضاء التي يصدرها مكبر الصوت (من 60 إلى 135.5 ديسيبل) إذا تم تشغيل التحكم في مستوى الصوت إلى الحد الأقصى في حالة عدم وجود إشارة. كلما ارتفعت قيمة الإشارة إلى الضوضاء، أصبح الصوت الذي توفره مكبرات الصوت أكثر وضوحًا. ومن المرغوب فيه أن تكون هذه المعلمة على الأقل 75 ديسيبل؛ بالنسبة للسماعات القوية ذات الصوت المتطور، لا تقل عن 90 ديسيبل.

في الفيديو

أنظر أيضا

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

الحواجز (البرمجيات)
الحنجرة

تعرف على "نسبة الإشارة إلى الضوضاء" الموجودة في القواميس الأخرى:

إشارة إلى نسبة الضوضاء- نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR، نسبة الإشارة إلى الضوضاء) هي كمية بلا أبعاد تساوي نسبة قوة الإشارة المفيدة إلى قوة الضوضاء. يتم التعبير عنها عادةً بالديسيبل. وكلما ارتفعت هذه النسبة، قل الضجيج الملحوظ. حيث P هو المتوسط... ... ويكيبيديا

إشارة إلى نسبة الضوضاء- نسبة سعة (أو طاقة) الإشارة الناتجة عن خلل في مادة ما إلى القيمة الجذرية لمتوسط مربع إشارة (أو طاقة) الضوضاء. [نظام الاختبار غير المدمر. أنواع (طرق) وتكنولوجيا الاختبارات غير المدمرة. المصطلحات والتعاريف…

إشارة إلى نسبة الضوضاء- - [Ya.N.Luginsky، M.S.Fezi Zhilinskaya، Yu.S.Kabirov. القاموس الإنجليزي الروسي للهندسة الكهربائية وهندسة الطاقة، موسكو، 1999] موضوعات الهندسة الكهربائية، المفاهيم الأساسية EN نسبة الإشارة إلى الضوضاء نسبة S / N ... دليل المترجم الفني

إشارة إلى نسبة الضوضاء- (ITU T G.691؛ ITU T G.983.2 G.991.2). المواضيع: الاتصالات، المفاهيم الأساسية EN نسبة الإشارة إلى الضوضاء SNR... دليل المترجم الفني

نسبة الإشارة إلى الضوضاء G/s د- قيمة تميز التغير في التدرج G على خلفية الكثافة البصرية لصورة شعاعية مكشوفة بشكل متساوٍ. مصدر …

إشارة إلى نسبة الضوضاء- 3.4 نسبة الإشارة إلى الضوضاء: نسبة مستوى إشارة الموجات فوق الصوتية إلى مستوى الضوضاء "الخلفية"، معبرًا عنها بالديسيبل (ديسيبل). مصدر … كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

إشارة إلى نسبة الضوضاء- إشارة إلى حالة الصحة الثلاثية الخاصة بالصفحة التلقائية: engl. نسبة الإشارة إلى الضوضاء VOK إشارة / Rausch Verhältnis، n rus. نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ن برانك. إشارة علاقة/لغط، م... نهاية تلقائية

نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الاختبار المغناطيسي دليل المترجم الفني

نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الاختبار المغناطيسي غير المدمر- نسبة الإشارة إلى الضوضاء نسبة القيمة القصوى لإشارة محول الطاقة المغناطيسية، الناتجة عن التغير في الخاصية المقاسة للمجال المغناطيسي، إلى القيمة الجذرية لمتوسط مربع سعة الضوضاء الناتجة عن تأثير معلمات التداخل. .. ... دليل المترجم الفني

نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الدائرة المتكاملة- نسبة الإشارة إلى الضوضاء نسبة القيمة الفعالة لجهد الخرج لدائرة متكاملة تحتوي فقط على مكونات منخفضة التردد تتوافق مع ترددات جهد التعديل إلى القيمة الفعالة لجهد الخرج عند ... دليل المترجم الفني

لنكن واضحين على الفور أننا نناقش الثغرات هنا. "الفيزيائيون"، وليس "المنطق"، أي. فواصل مع فقدان الناقل. يتم تحديد التأثير الأكبر على جودة الاتصال بواسطة الكابل من مقسم الهاتف إلى شبكة التوزيع (صندوق التوزيع - الموجود على الدرج في اللوحة، وعادة ما يكون فوق المفاتيح وعدادات الكهرباء). علاوة على ذلك، لا تؤثر جودة وطول هذا الكابل (المسافة من مقسم الهاتف) فحسب، بل تؤثر أيضًا على الظروف التي يتم وضعها فيها. لا فائدة من سرد كل شيء، فهناك الكثير منهم - من الآبار المملوءة إلى الكابل من الاتصال الداخلي عند المدخل. هذه كلها أشياء لا يمكنك تغييرها، أي. إذا كانت المشكلة هذاالقسم، فمن المرجح، بعد أن ترتدي الفرجار، سوف يكتبون لك عطلًا فنيًا. الآن إليك ما يمكنك القيام به بنفسك لتشخيص المشكلة:

0. أ) خذ مطرقة.
ب) ضع مودم USB الخاص بك على مقعد.
ج) التأكد من عدم تعرض الأشخاص للأذى أثناء التأرجح.
د) اضرب منتصف الصندوق ثلاث مرات.
ه) جمع الشظايا ورميها في سلة المهملات.

عزيزي، لا تشتري مودم USB. إن استخدام الأجهزة نصف البرمجية المزودة ببرامج تشغيل عربات التي تجرها الدواب والتي تحلق باستمرار والاتصال عبر USB ، والذي يقطعه النظام "لتوفير الطاقة" لمدة ثانية هو على الأقل غير منطقي عندما تكون تكلفة أجهزة التوجيه العادية في حدود ألف روبل.

1. تحقق من مخطط الاتصال.كل شيء بسيط هنا. آمل ألا تكون هناك حاجة لشرح الرسم التخطيطي. هل هناك أي فترات راحة؟ تحقق من وظيفة جهاز التقسيم (اقرأ: حاول باستخدام جهاز آخر)، واستبعد جميع الأجهزة التي لم تتم تصفيتها والتي تستخدم شبكة الهاتف (معرف المتصل، والفاكس، ومودم الطلب الهاتفي، وما إلى ذلك). تحقق أيضًا من الأسلاك بحثًا عن الالتواءات أو اللحامات أو الفواصل أو تلف العزل. تجنب ملامسة المنفذ أو وجود مكثفات فيه. نحاول أيضًا فصل جميع الأجهزة عن الخط، وتوصيل المودم مباشرة بمقبس الهاتف (إذا كان هناك عدة أجهزة، بكل منها). حاول تغيير الأسلاك من المودم إلى السبليتر ومن السبليتر إلى الخط. تتغير معلمات الخط (المزيد عنها أدناه) بمرور الوقت، وليس للأفضل. بمعنى آخر، إذا لم تكن هناك شكاوى حول جودة الاتصال الهاتفي، فهذا لا يعني أن أكسدة خط الهاتف، على سبيل المثال (والتي، بالمناسبة، يمكن أن تحدث في أي منطقة، حتى مقسم الهاتف) قد حدث لا يؤثر عليك. ربما لا يزال في مرحلة مبكرة. وفي مرحلة لاحقة، يظهر صوت طقطقة وتنشأ أصوات.

2. تشخيص المؤشرات الخطية.المؤشرات المهمة لخط الهاتف لـ ADSL هي مستوى الضوضاء (هامش الضوضاء أو نسبة SNR)ومستوى التوهين (خط التوهين). ويمكن الاطلاع عليها في إعدادات جهاز التوجيه، والتي توجد عادة في قائمة الحالة. نموذج جدول القيم:

توهين الإشارة:

من 5 ديسيبل إلى 20 ديسيبل - الخط ممتاز.
من 20 ديسيبل إلى 30 ديسيبل - الخط جيد.
من 30 ديسيبل إلى 40 ديسيبل - الخط سيء.
من 50 ديسيبل وما فوق الخط سيء للغاية.

الهوامش (نسبة الإشارة إلى الضوضاء):

6 ديسيبل أو أقل سيئ، وقد لا يعمل ADSL
متوسط 7 ديسيبل - 10 ديسيبل، إذا تفاقمت، قد يحدث عدم استقرار.
11 ديسيبل - 20 ديسيبل جيد
20 ديسيبل - 28 ديسيبل ممتاز
29 ديسيبل أو أكثر - ممتاز

وبناء على ذلك، فإننا ننظر ونستخلص النتائج. نقوم بتوصيل المودم مباشرة بدون مقسم وSLT ونستخلص النتائج مرة أخرى. إذا كان كل شيء سيئا أيضا، فإننا نتصل من لوحة التوزيع. صناديق، أي. نقوم فعليًا بإزالة الكبل القديم الذي يدخل إلى الشقة ونقوم بتوصيله بكابل قصير من العلامات الموجودة في rk إلى المودم. ثم نقيس "الهوامش" مرة أخرى.

انظر بعناية إلى نسبة الإشارة إلى الضوضاء، فهي سيئة للغاية إذا لم تكن مستقرة ولكنها "عائمة"، أي أن لديك 15/20 لأعلى/لأسفل، وبعد 10 دقائق 9/14. إذا "تدلى" SNR، فمن المحتمل أن تكون المشكلة في جهات الاتصال السيئة على طول القسم بأكمله من المودم إلى الراديو. الأمر يستحق التحقق عن كثب. كما أن جميع الأجهزة التي تبث موجات كهرومغناطيسية لها تأثير كبير، مثل هواتف dect التي توضع قواعدها بجانب المودم. الأمر يستحق التذكر - لا توجد أجهزة غير ضرورية بالقرب من المودم.

ومن الجدير أيضًا مراقبة الأشخاص النظيفين الذين يحاولون تمزيق الأسلاك والسير فوقها باستخدام الممسحة. من الأفضل أيضًا إبقاء معدات المغاسل والتنظيف الجاف بعيدًا عن المودم - فالمياه لن تؤدي إلى أي شيء جيد، إلا إذا كان لديك بالطبع معدات احترافية من الشركة http://continent.com.ua/، والتي لا ينبغي عليك استخدامها شك. على سبيل المثال، من الممكن تمامًا الاحتفاظ بغسالة عالية السرعة في المنزل.

3. التغييرات في التربية البدنية. FIZLINK - سعة القناة بين المودم ومقسم الهاتف (dslam)، أي. سرعة الاتصال الجسدي. لن ندخل في التفاصيل. سنتناول تفصيلًا واحدًا فقط - كلما زادت سرعة القناة، زادت الأخطاء، وكقاعدة عامة، يتم قطع الاتصال، وما إلى ذلك. وما إلى ذلك وهلم جرا. آسف على الشرح "الأشغال اليدوية"، إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك "جوجل" ومعرفة المزيد. أنت بحاجة إلى تقييم إمكانيات خطك بشكل واقعي قبل أن تطلب رفع رابطك المادي، خاصة وأن معظم الناس لا يحتاجون إليه. لتعيين السرعة المثلى للقناة، يجب عليك الاتصال بخدمة الدعم الفني (8-125 لمشتركي Rosstelecom) ومحاولة تحديد ملف تعريف يتوافق مع قدراتك/رغباتك.

4. فحص المودم.وغني عن القول أن سبب الانقطاع قد يكون المودم. تم ذكر مودم USB في الفقرة صفر. أيضًا، إذا كنت تستخدم مودمًا لمدة 3-4 سنوات، فمن المنطقي تجربة مودم مختلف. من علامات المودم "المحتضر" وجود ضوضاء في الهاتف و"ينزلق" الهامش ببطء إلى الأسفل. يفحص.

5. التصوف.أصبحت القطط التي تعمل على أجهزة المودم ومحطة الراديو العسكرية لجد أحد المحاربين القدامى منذ فترة طويلة من كلاسيكيات هذا النوع. بشكل عام، لديك فرصة 1/1000 أن ينتهي بك الأمر في المنطقة الشاذة وبعد ذلك... بشكل عام، الأمر يستحق أخذه بعين الاعتبار.

يمكنك مناقشة هذه المقالة في المنتدى

قبل أن نبدأ بإلقاء نظرة تفصيلية على ضوضاء مكبر الصوت وتصميم الدوائر منخفضة الضوضاء، نحتاج إلى تعريف بعض المصطلحات التي تستخدم غالبًا لوصف خصائص ضوضاء مكبرات الصوت. نحن نتحدث عن المؤشرات الكمية لجهود الضوضاء المقاسة عند نفس النقطة في الدائرة. عادة، تتم الإشارة إلى جهود الضوضاء إلى دخل مكبر الصوت (على الرغم من إجراء القياسات عادة عند الإخراج)، أي أنه يتم وصف ضوضاء مصدر الإشارة ومكبر الصوت من حيث جهود الضوضاء المكافئة عند الإدخال التي من شأنها أن تنتج الضوضاء المرصودة عند الإخراج. يكون هذا منطقيًا عندما تريد تقدير الضوضاء النسبية التي يضيفها مكبر الصوت إلى ضوضاء مصدر الإشارة، بغض النظر عن الكسب؛ هذا أمر عملي للغاية، حيث أن الضوضاء الرئيسية لمكبر الصوت عادة ما يتم إنشاؤها بواسطة مرحلة الإدخال. ما لم يُنص على خلاف ذلك، سيتم دائمًا الرجوع إلى جهد الضوضاء إلى الإدخال.

كثافة طاقة الضوضاء وعرض النطاق الترددي.

عند النظر في الضوضاء الحرارية والطلقة، فقد تبين أن حجم جهد الضوضاء المقاس يعتمد على عرض النطاق الترددي للقياس (كلما نظرت على نطاق أوسع، كلما رأيت أكثر) وعلى المتغيرات (R وI) لمصدر الضوضاء نفسه. ولذلك، فمن الطبيعي أن نتحدث عن كثافة الجهد الضوضاء الجذر المتوسط:

حيث يتم قياس جهد الضوضاء جذر متوسط التربيع في نطاق العرض B. عند مصدر الضوضاء البيضاء، لا يعتمد على التردد، ولكن الضوضاء الوردية، على سبيل المثال، لها تراجع. وكثيراً ما يستخدم متوسط كثافة الضوضاء المربعة. نظرًا لأنه يشير دائمًا إلى جذر متوسط قيمة المربع، و- إلى متوسط قيمة المربع، للحصول عليه، يكفي التربيع . يبدو الأمر بسيطًا (وهو في الواقع بسيط)، ولكننا نريد التأكد من عدم الخلط بينك وبين الأمر.

لاحظ أن الكميات B و هي مضاعفات للانتقال من الكميات التي يُشار إليها بالأحرف الصغيرة إلى الكميات التي يُشار إليها بالأحرف الكبيرة. على سبيل المثال، بالنسبة للضوضاء الحرارية للمقاوم R لدينا

توفر بيانات الشركة المصنعة رسومًا بيانية أو، على التوالي، بوحدات "نانو فولت لكل جذر هيرتز" أو "فولت تربيع لكل هرتز". ويتم استخدام الكميات التي سيتم طرحها قريبًا بنفس الطريقة تمامًا.

عند إضافة إشارتين غير مرتبطتين (ضجيجان أو إشارة وضوضاء) تضاف مربعات السعات: حيث يتم الحصول على القيمة الفعالة (rms) للإشارة التي يتم الحصول عليها عن طريق إضافة الإشارة مع القيمة الفعالة والضوضاء مع القيمة الفعالة قيمة. لا يمكن تلخيص القيم الفعالة!

إشارة إلى نسبة الضوضاء.

يتم تحديد نسبة الإشارة إلى الضوضاء بواسطة الصيغة

حيث يتم الإشارة إلى القيم الفعالة للجهود، ويتم تحديد عرض النطاق الترددي وبعض النطاقات المركزية، أي هذه هي النسبة (بالديسيبل) للجهد الفعال للإشارة المفيدة إلى الجهد الفعال للضوضاء الموجودة. يمكن أن تكون "الإشارة" عبارة عن موجة جيبية، أو تردد حامل معدل، أو حتى إشارة شبيهة بالضوضاء.

إذا كانت الإشارة ذات نطاق ضيق، فمن المهم في أي نطاق يتم قياس النسبة، لأنها تنخفض إذا أصبح نطاق القياس أوسع من النطاق الذي يحتوي على طيف الإشارة: مع توسع النطاق، تزداد طاقة الضوضاء، ولكن تظل طاقة الإشارة ثابتة.

رقم الضوضاء.

أي مصدر إشارة حقيقي أو أداة قياس تولد ضوضاء بسبب وجود ضوضاء حرارية في المقاومة الداخلية للمصدر (الجزء الحقيقي من المعاوقة المعقدة). وبطبيعة الحال، قد تكون هناك مصادر إضافية للضوضاء لأسباب أخرى. إن رقم الضوضاء (NR) لمكبر الصوت هو ببساطة النسبة، بالديسيبل، لخرج مكبر الصوت الحقيقي إلى خرج مكبر الصوت "المثالي" (الصامت) بنفس الكسب؛ إشارة الدخل في كلتا الحالتين هي الضوضاء الحرارية للمقاوم المتصل بمدخل مكبر الصوت:

أين هو متوسط جهد الضوضاء التربيعي لكل هرتز الناتج عن مكبر للصوت بمقاومة صامتة (باردة) عند الإدخال. القيمة مهمة لأن جهد الضوضاء الناتج عن مكبر الصوت، كما سترون قريبًا، يعتمد بشكل كبير على ممانعة المصدر (الشكل 7.40).

أرز. 7.40. اعتماد جهد الضوضاء الفعال على شكل الضوضاء ومقاومة المصدر. (الشركة الوطنية لأشباه الموصلات).

يعد رقم الضوضاء سمة ملائمة لجودة مكبر الصوت إذا كنت تريد مقارنة مكبرات الصوت (أو الترانزستورات، التي يتم تحديد عامل الضوضاء لها أيضًا)، بالنسبة لمقاومة مصدر نشط معينة. يتغير رقم الضوضاء مع التردد ومقاومة المصدر، لذلك غالبًا ما يتم تقديمه بيانيًا في شكل خطوط مستوى الضوضاء بالنسبة للتردد و. كما يمكن الإشارة إليه على شكل مجموعة من الرسوم البيانية لاعتماده على التردد - منحنى واحد لكل قيمة من قيم تيار المجمع أو مجموعة مماثلة من الرسوم البيانية لاعتماد عامل الضوضاء عليه - وأيضاً منحنى واحد لكل قيمة من قيمة التيار المجمع. تيار جامع. يرجى ملاحظة ما يلي. يتم اشتقاق الصيغة المذكورة أعلاه لـ CN على افتراض أن إجمالي مقاومة الدخل للمكبر أكبر بعدة مرات من إجمالي مقاومة المصدر، أي. ومع ذلك، في الحالة الخاصة لمضخمات التردد اللاسلكي، لدينا عادةً أوم، ويتم تحديد عامل الضوضاء وفقًا لذلك. في هذه الحالة الخاصة للممانعات المتطابقة، من الضروري ببساطة إزالة العامل 4 في التعبيرات السابقة.

فكرة خاطئة كبيرة: لا تحاول تحسين الوضع عن طريق إضافة مقاوم متسلسل إلى مصدر الإشارة للوصول إلى المنطقة ذات الحد الأدنى من الضوضاء. كل ما ستحققه من خلال محاولة جعل مكبر الصوت يبدو جيدًا هو إضافة ضوضاء إلى المصدر! يمكن أن يكون رقم الضوضاء خادعًا تمامًا في هذه الحالة؛ كما أنها خادعة لأن مواصفات تقليل الضوضاء (على سبيل المثال، 2 ديسيبل) للترانزستور ثنائي القطب أو ترانزستور التأثير الميداني تُعطى دائمًا عند التركيبة المثالية لـ و. لا تقول هذه القيمة سوى القليل عن خصائص الأداء الحقيقية، باستثناء أن الشركة المصنعة قد ترى أنه من المفيد التباهي بقيمة CV منخفضة.

بشكل عام، عند تقييم خصائص مكبر الصوت، فإن أسهل طريقة لتجنب الارتباك هي الالتزام بالنسبة المحسوبة لجهد معين ومقاومة المصدر.

وإليك كيفية الانتقال من KS إلى الموقف

أين هي سعة الجذر التربيعي للإشارة، وهي مقاومة المصدر، وعامل الضوضاء هو رقم الضوضاء لمكبر الصوت لمعطى معين.

درجة حرارة الضوضاء.

في بعض الأحيان، بدلاً من رقم الضوضاء، يتم استخدام درجة حرارة الضوضاء للتعبير عن خصائص الضوضاء لمكبر الصوت. تحمل كلتا الطريقتين نفس المعلومات، وهي المساهمة الإضافية في ضوضاء مكبر الصوت المثار بواسطة مصدر إشارة بممانعة CI؛ وبهذا المعنى فهي متساوية.

نلقي نظرة على الشكل. 7.41، لفهم كيفية عمل درجة حرارة الضوضاء: أولاً، تخيل أن هناك مضخمًا حقيقيًا (صاخبًا) متصلاً بمصدر عديم الضوضاء بممانعة (الشكل 7.41، أ). إذا وجدت صعوبة في تخيل مصدر صامت، تخيل مقاومة ذات مقاومة مبردة إلى الصفر المطلق. ومع ذلك، على الرغم من أن المصدر صامت، سيكون هناك بعض الضوضاء عند الإخراج لأن مكبر الصوت صاخب. الآن تخيل تصميم الشكل. ، حيث جعلنا مكبر الصوت صامتًا بطريقة سحرية وأحضرنا المصدر إلى درجة حرارة معينة بحيث أصبح جهد ضوضاء الخرج هو نفسه كما في الشكل 1. 7.41، أ. تسمى درجة حرارة الضوضاء لمكبر صوت معين لمقاومة المصدر.

كما أشرنا سابقًا، فإن رقم الضوضاء ودرجة حرارة الضوضاء هما ببساطة طريقتان مختلفتان للتعبير عن نفس المعلومات. وفي الواقع يمكن إثبات أنهما مرتبطان ببعضهما البعض من خلال العلاقات التالية:

حيث T هي درجة الحرارة المحيطة، والتي عادة ما تكون 290 كلفن.

بشكل عام، تتمتع مكبرات الصوت الجيدة منخفضة الضوضاء بدرجة حرارة ضوضاء أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة (أو ما يعادل وجود رقم ضوضاء أقل بكثير من 3 ديسيبل). لاحقًا في هذا الفصل، سنشرح كيف يمكنك قياس رقم الضوضاء (أو درجة الحرارة) لمكبر الصوت. ومع ذلك، نحتاج أولاً إلى فهم تقنيات ضوضاء الترانزستورات وتقنيات تصميم الدوائر منخفضة الضوضاء. ونأمل أن توضح المناقشات التالية ما يكتنفه في كثير من الأحيان ظلمة سوء الفهم.

نحن على ثقة من أنه بعد قراءة القسمين التاليين، لن تنخدع أبدًا برقم الضوضاء مرة أخرى!

نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) هي نسبة قيمة جذر متوسط تربيع إشارة الدخل إلى قيمة جذر متوسط التربيع للضوضاء (باستثناء التشوه التوافقي)، معبرًا عنها بالديسيبل:

SNR (ديسيبل) = 20 سجل [إشارة V (جذر متوسط التربيع) / ضوضاء V (جذر متوسط التربيع)]

تتيح لك هذه القيمة تحديد نسبة الضوضاء في الإشارة المقاسة بالنسبة للإشارة المفيدة.

لا تشتمل الضوضاء المقاسة في حساب نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) على التشوه التوافقي، ولكنها تتضمن ضوضاء التكميم. بالنسبة لـ ADC بدقة معينة، فإن ضوضاء التكميم هي التي تحد من قدرات المحول إلى أفضل نسبة إشارة إلى ضوضاء من الناحية النظرية، والتي يتم تعريفها على النحو التالي:

نسبة الإشارة إلى الضوضاء (ديسيبل) = 6.02 ن + 1.76،

حيث N هو قرار ADC.

إن طيف الضوضاء الكمي لـ ADC للبنى القياسية له توزيع ترددي موحد. ولذلك، لا يمكن تقليل حجم هذا الضجيج عن طريق زيادة وقت التحويل ومن ثم حساب متوسط النتائج. لا يمكن تقليل ضوضاء التكميم إلا عن طريق القياس باستخدام ADC أكبر.

تكمن خصوصية Sigma-delta ADC في أن طيف الضوضاء الكمي الخاص به يتم توزيعه بشكل غير متساوٍ على التردد - فهو يتحول نحو الترددات العالية. لذلك، من خلال زيادة وقت القياس (وبالتالي عدد عينات الإشارة المقاسة)، وتجميع العينة الناتجة ثم حساب متوسطها (مرشح التردد المنخفض)، من الممكن الحصول على نتائج القياس بدقة أعلى. ومن الطبيعي أن يزيد إجمالي وقت التحويل.

تشمل المصادر الأخرى لضوضاء ADC الضوضاء الحرارية، وضوضاء 1/f، وارتعاش التردد المرجعي.

9.2 التشوه التوافقي الكلي

اللاخطية في نتائج تحويل البيانات تؤدي إلى تشويه توافقي. وتُلاحظ مثل هذه التشوهات على أنها "ارتفاعات" في طيف التردد عند التوافقيات الزوجية والفردية للإشارة المقاسة (الشكل 15).

يتم تعريف هذا التشويه على أنه التشوه التوافقي الكلي (THD). يتم تعريفها على النحو التالي:

تتناقص كمية التشوه التوافقي عند الترددات العالية إلى النقطة التي تصبح فيها سعة التوافقيات أقل من مستوى الضوضاء. وبالتالي، إذا قمنا بتحليل مساهمة التشوه التوافقي في نتائج التحويل، فيمكن القيام بذلك إما عبر طيف التردد بأكمله، مع تحديد سعة التوافقيات في أرضية الضوضاء، أو عن طريق الحد من نطاق التردد للتحليل. على سبيل المثال، إذا كان نظامنا يحتوي على مرشح تمرير منخفض، فنحن ببساطة غير مهتمين بالترددات العالية ولا يمكن أخذ التوافقيات عالية التردد في الاعتبار.

9.3 نسبة الإشارة إلى الضوضاء والتشوه

تصف إشارة الضوضاء والتشويه (SiNAD) بشكل كامل خصائص الضوضاء الخاصة بـ ADC. يأخذ SiNAD في الاعتبار حجم كل من الضوضاء والتشوه التوافقي بالنسبة للإشارة المطلوبة. يتم حساب SiNAD باستخدام الصيغة التالية:

9.4 النطاق الديناميكي الخالي من التوافقيات

"المواصفات" ADC

هناك تعريفات عامة شائعة الاستخدام فيما يتعلق بالمحولات التناظرية إلى الرقمية.

ومع ذلك، فإن المواصفات الواردة في الوثائق الفنية لمصنعي ADC قد تبدو مربكة للغاية.

يتطلب الاختيار الصحيح للمزيج الأمثل لخصائص ADC لتطبيق معين تفسيرًا دقيقًا للبيانات الواردة في الوثائق الفنية.

المعلمات الأكثر ارتباكًا هي الدقة والدقة، على الرغم من أن هاتين الخاصيتين لـ ADC الحقيقي ترتبطان بشكل فضفاض للغاية ببعضهما البعض. الدقة ليست هي نفسها الدقة؛ قد يكون لـ ADC ذو 12 بت دقة أقل من ADC ذو 8 بت. بالنسبة لـ ADC، الدقة هي مقياس لعدد المقاطع التي يمكن تقسيم نطاق إدخال الإشارة التناظرية التي يتم قياسها إليها (على سبيل المثال، بالنسبة لـ ADC 8 بت، يكون هذا 2 8 = 256 مقطعًا). تميز الدقة الانحراف الكلي لنتيجة التحويل عن قيمتها المثالية لجهد دخل معين. أي أن القرار يميز القدرات المحتملة لـ ADC، وتحدد مجموعة معلمات الدقة جدوى هذه القدرات المحتملة.

يقوم ADC بتحويل إشارة الإدخال التناظرية إلى رمز إخراج رقمي. بالنسبة للمحولات الحقيقية المصنعة على شكل دوائر متكاملة، فإن عملية التحويل ليست مثالية: فهي تتأثر بالتغير التكنولوجي في المعلمات أثناء الإنتاج والضوضاء الخارجية المختلفة. لذلك، يتم تحديد الكود الرقمي عند مخرج ADC مع وجود خطأ. تشير مواصفات ADC إلى الأخطاء التي يوفرها المحول نفسه. وهي مقسمة عادة إلى ثابتة وديناميكية. في هذه الحالة، فإن التطبيق النهائي هو الذي يحدد خصائص ADC التي سيتم اعتبارها حاسمة، والأكثر أهمية في كل حالة محددة.

تساعد "مواصفات" ADC الواردة في الوثائق الفنية للدوائر الدقيقة على اختيار محول لتطبيق معين بشكل معقول. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك مواصفات ADC المدمجة في وحدة التحكم الدقيقة C8051F064 الجديدة المصنعة بواسطة Silicon Laboratories.