på 2024/08/27 403

Sinad

I radiokommunikation är det mycket viktigt att se till att signaler är tydliga och pålitliga.Oavsett om det är för räddningstjänster, militära operationer eller vardagliga sändningar, behövs prestanda för radiomottagare.Ett sätt som ingenjörer och tekniker kontrollerar hur väl dessa mottagare fungerar är genom att använda Sinad, som står för signal till brus och distorsionsförhållande.Sinad är en mätning som visar hur väl en mottagare kan ge en tydlig signal, även när det finns mycket ljud och snedvridning.Den här artikeln kommer att förklara vad Sinad är, varför den betyder något och hur den mäts och används i olika kommunikationssystem.

Katalog

Bild 1: Sinad Testing Setup

Vad är Sinad?

Sinad (signal till brus och distorsion) är en nyckelmätning som hjälper till att avgöra hur väl radiomottagare fungerar genom att kontrollera deras förmåga att producera en tydlig signal även när det finns brus och snedvridning.Sinad beräknas genom att jämföra signalens styrka tillsammans med bruset och distorsionen till bruset och distorsionen ensam.Resultatet ges vanligtvis i decibel (DB).

Bild 2: Signal till brus och distorsion (harmonik) graf

När Sinad -värden är högre betyder det att mottagaren kan plocka upp svagare signaler tydligare, vilket gör det mer känsligt och kapabelt att leverera bättre ljud eller data.Sinad används ofta i system som FM, VHF, UHF och ibland AM och SSB för att se till att kommunikationen är tillförlitlig.

Vid design och testning av radioutrustning hjälper Sinad ingenjörer att justera mottagarkretsar så att de fungerar bra, även på platser med mycket störningar eller där signaler är svaga.Detta säkerställer att mottagaren presterar effektivt i olika situationer.

Varför är Sinad viktigt?

Bild 3: Radioenheter som används för Sinad -mätning

Sinad (Signal-till-brus- och distorsionsförhållande) är viktigt eftersom det ger ett sätt att mäta en radiomottagares prestanda genom att kombinera både brus och distorsion till ett enkelt nummer.Denna mätning är till hjälp eftersom det gör det lättare att utvärdera hur väl mottagaren kan hantera signaler, särskilt i tuffa miljöer.

När man kontrollerar en radiomottagare visar Sinad hur väl enheten kan hantera svaga signaler när det finns störningar.Denna förmåga är mycket viktig i situationer där tydliga signaler är ett måste, till exempel inom räddningstjänster, militär kommunikation eller någon situation där tillförlitlig radioöverföring behövs.

Genom att samla olika typer av signalproblem till en mätning tillåter Sinad ingenjörer och tekniker att snabbt förstå hur väl kommunikationssystemet fungerar.Denna snabba och exakta förståelse behövs för att se till att systemet fungerar som det borde under verkliga förhållanden, där olika typer av störningar allvarligt kan påverka signalkvaliteten.

Sinads roll i att ge ett enkelt mått på prestanda gör det mycket användbart för att hålla och förbättra radiokommunikationssystem, se till att de förblir pålitliga i situationer där de behövs.Denna åtgärds betydelse ligger inte bara i dess förmåga att kontrollera nuvarande systemprestanda utan också för att hjälpa till att hitta och fixa potentiella problem innan de orsakar problem med kommunikation.

Sinad -mätningar och mottagarkänslighet

Bild 4: Jämförelse av signal och harmonikutgång

Sinad (signal-till-brus- och distorsionsförhållande) är en användbar mätning för att kontrollera hur väl en radiomottagare kan plocka upp och bearbeta svaga signaler, även när det finns brus och distorsion.Mottagarkänslighet handlar om hur väl en radiomottagare kan plocka upp svaga signaler tydligt, vilket är viktigt i situationer där signalerna är svaga eller när det finns störningar.

Sinad är särskilt användbar eftersom det tar hänsyn till både brus och distorsion.Till skillnad från signal-till-brusförhållandet (SNR), som bara tittar på brus jämfört med signalen, anser Sinad också distorsion, vilket ger en mer fullständig bild av hur bra mottagaren presterar.

Att förstå Sinad innebär att titta på hur väl en mottagare kan separera den önskade signalen från oönskat brus och snedvridning.Vid mätning av Sinad beaktas både signalkraften och den kombinerade kraften i brus och distorsion.Ett högre Sinad -värde innebär att mottagaren kan hantera svaga signaler bättre, med mindre påverkan av brus och distorsion.

Mottagarkänslighet påverkas av flera faktorer, inklusive brusfiguren (NF), som mäter mängden brus som läggs till av mottagarens elektronik, och brusgolvet, som är den lägsta signalnivån som kan detekteras ovanför systemets inneboende brus.En annan faktor är ömsesidig blandning, vilket är störningen som orsakas när starka signaler blandas med det lokala oscillatorbruset, vilket gör det svårare för mottagaren att hantera svaga signaler.

Sinad mäts vanligtvis genom att skicka en känd signal till mottagaren och sedan mäta utgången för att se hur mycket brus och distorsion som finns.Denna mätning ger ett enda värde som kan användas för att jämföra prestanda för olika mottagare eller för att se hur väl en mottagare kommer att fungera i olika situationer.

Förstå Sinad

Signal-till-brus- och distorsionsförhållande (Sinad) är en mätning som hjälper oss att förstå kvaliteten på en signal i kommunikations- och ljudsystem.Sinad mäts i decibel (DB) och berättar hur mycket den ursprungliga signalen har påverkats av brus och distorsion.

Definition och formel

Sinad definieras som förhållandet mellan den totala effekten av en signal (som inkluderar den önskade signalen, bruset och eventuell distorsion) och kraften hos bara brus och distorsion.Formeln för att beräkna Sinad är:

Denna formel jämför den kombinerade kraften hos signal, brus och distorsion med kraften i bruset och distorsionen ensam.Resultatet visas i decibel, vilket ger oss en uppfattning om signalens övergripande kvalitet. Ett högre Sinad -värde betyder bättre signalkvalitet Eftersom det visar att den önskade signalen är starkare jämfört med brus och snedvridning.

Effektförhållande, inte spänningsförhållande

Sinad är ett effektförhållande, inte ett spänningsförhållande.Detta är viktigt att förstå eftersom kraft och spänning är relaterade på olika sätt i elektriska system.Kraft är ansluten till spänningens kvadrat, vilket innebär att små spänningsförändringar kan leda till stora kraftförändringar.Därför, när vi mäter Sinad, fokuserar vi på kraft för att exakt återspegla påverkan av brus och snedvridning på signalen.

Att mäta Sinad hjälper oss att utvärdera hur väl ett system kan reproducera den ursprungliga signalen utan att lägga till för mycket ljud eller snedvridning.Ett högt Sinad -värde indikerar att systemet gör ett bra jobb med att hålla den ursprungliga signalen tydlig och korrekt.

Vid vardaglig användning finns Sinad i områden som ljudteknik och telekommunikation, där det är viktigt att upprätthålla signalens kvalitet.I ljudsystem innebär till exempel ett högre Sinad -värde att musik eller tal återges med mindre distorsion och bakgrundsljud, vilket leder till en tydligare och roligare lyssningsupplevelse.

Grundläggande Sinad -mätningstekniker

Bild 5: Sinad -mätning med ljudton

För att mäta Sinad matas en signal modulerad med en ljudton (vanligtvis 1 kHz) in i radiomottagaren.Mottagarens utgång, som inkluderar den ursprungliga signalen, bruset och distorsionen, analyseras sedan.Ljudsignalen passeras genom ett hackfilter som tar bort 1 kHz -tonen och lämnar bara ljudet och distorsionen.Sinad -värdet beräknas sedan med de uppmätta effektnivåerna för den totala signalen (signal + brus + distorsion) och det återstående bruset och distorsionen efter filtrering.

Medan den elektriska utgången vid mottagarens ljudutgångsterminaler är den vanligaste punkten för mätning, innebär en annan metod att använda en givare för att konvertera ljudet från högtalaren tillbaka till en elektrisk signal, vilket säkerställer att alla högtalarinducerade tvistor också redovisas.

Hur man mäter Sinad?

Det finns två huvudsakliga sätt att mäta Sinad: att använda separat testutrustning eller använda specialiserade Sinad -mätare.

Använda separat testutrustning innebär att mäta de olika delarna som behövs för att beräkna Sinad för hand.Denna metod kräver flera verktyg, som signalgeneratorer, oscilloskop och spektrumanalysatorer, för att mäta brus, distorsion och signalnivåer separat.Även om det kan vara korrekt, tar det mycket tid och kan leda till misstag, särskilt med komplexa mätningar.

Specialiserade Sinad -mätare är enheter tillverkade bara för att mäta Sinad.Dessa mätare kombinerar alla nödvändiga kretsar i en enhet och kan anslutas direkt till radiomottagare.Detta underlättar mätprocessen genom att automatiskt beräkna Sinad baserat på

signaler som går in och ut.Att använda Sinad -mätare gör processen snabbare och minskar risken för fel.

Hur mätningen görs

Börja mäta bruset och snedvridning vid mottagarens utgång när ingen signal finns.Detta steg ställer in basnivåerna för brus och distorsion, som behövs för en exakt Sinad -mätning.Nästa, Applicera en känd signal till mottagarens ingång.Öka långsamt signalnivån tills utgångsnivån stiger med 12 dB.Detta steg hjälper till att bestämma punkten där signalen är tillräckligt tydlig för att mätas över bruset och distorsionen.Slutligen, Spela in signalnivån Behövs för att få 12 DB -utgången.Denna signalnivå kan vara så låg som 0,25 mikrovolter, beroende på hur känslig mottagaren är.

Sinad -mätningar är viktiga för att kontrollera hur bra radiomottagare fungerar, särskilt på platser med massor av brus och distorsion.Genom att exakt mäta Sinad kan ingenjörer se hur väl en mottagare kan hålla signalen klar, vilket är mycket viktigt för tillförlitlig kommunikation.

Att använda specialiserade Sinad -mätare gör mätprocessen mer exakt och mindre komplicerad, vilket gör det enklare för ingenjörer att få tillförlitliga resultat.

Sinad -mätfilter

Bild 6: Sinad -mätning med hjälp av Notch -filter

I Sinad (signal-till-brus och distorsion) mätning används skårfiltret för att ta bort tonen från signalen, vilket är nödvändigt för korrekt analys.Filtrets bandbredd påverkar direkt hur väl det kan isolera tonen utan att påverka det omgivande bruset och distorsionen.

Helst bör filtret ta bort tonen utan att förändra brus och distorsion, men en begränsad bandbredd kan också leda till en viss minskning av dessa oönskade komponenter.

Standarder som de från European Telecommunications Standards Institute (ETSI) specificerar att för en 1 kHz -ton bör filtret minska det med minst 40 dB samtidigt som buller och förvrängning mestadels inte påverkas.

Filtret måste balansera sin bandbredd för att effektivt separera tonen från brus och distorsion.Ett filter som är för brett kanske inte helt isolerar tonen, medan ett som är för smalt kan minska både tonen och en del av bruset och snedvridningen, vilket leder till felaktiga Sinad -avläsningar.

Sinad Specifikationer

Signal-till-brus och distorsionsförhållande (Sinad) är en viktig åtgärd som finns i de tekniska detaljerna för radiokommunikationsutrustning, särskilt de som arbetar i BHF-band med mycket hög frekvens (VHF) och Ultra High Frequency (UHF).Sinad visar förhållandet mellan den totala kraften hos en signal (inklusive brus och distorsion) och kraften hos bara brus och distorsion.Denna åtgärd är användbar för att förstå hur väl en radiomottagare fungerar och dess totala kvalitet.

En typisk specifikation kan säga, "Mottagarkänslighet = 0,3 μV vid 12 dB Sinad."Detta innebär att mottagaren kan uppnå en 12 dB Sinad med en insignal så låg som 0,3 mikrovolter.Enkelt uttryckt, ju lägre ingångssignal som behövs för att nå en 12 dB sinad, desto mer känslig är mottagaren.Denna känslighet visar hur väl mottagaren kan upptäcka svaga signaler, vilket är till stor hjälp i kommunikationssystem där signalstyrka kan förändras mycket.

Tillämpningar av Sinad -mätningar

Bild 7: Sinad mätprocessdiagram

Mottagarkänslighet

Sinad används främst för att mäta hur känslig en radiomottagare är.Denna mätning hjälper till att säkerställa att mottagaren uppfyller de nödvändiga prestandanormerna.Under testning och utformning av radiofrekvens (RF) -kretsen används SINAD för att kontrollera att mottagaren kan upptäcka och bearbeta signaler väl, även när signalerna är svaga.Ett standard Sinad -värde på 12 dB används ofta, vilket motsvarar en 25% distorsionsnivå när en 1 kHz -ton används som moduleringssignal.Denna distorsionsnivå fungerar som en vanlig punkt för att utvärdera mottagarens känslighet.

Mottagarblockering

Sinad hjälper också till att kontrollera hur väl en mottagare kan hantera starka signaler som inte finns på den önskade kanalen, känd som mottagarblockering.I detta fall ställs en referens Sinad -nivå först med en ren signal.Sedan introduceras en signal utanför kanal och dess styrka ökas långsamt.Den punkt där Sinad -nivån sjunker visar hur mottagaren reagerar på att blockera.Denna mätning hjälper ingenjörer att förstå hur väl mottagaren kan fortsätta arbeta korrekt när de står inför starka, oönskade signaler som annars kan orsaka problem i kommunikation.

Angränsande kanalavstötning

En annan användning av Sinad är att kontrollera hur väl en mottagare kan avvisa signaler från närliggande kanaler.I denna process placeras en störande signal på en närliggande kanal och Sinad -nivån mäts.Styrkan hos den störande signalen ökas sedan tills Sinad sjunker till referensnivån.Denna mätning visar mottagarens förmåga att avvisa signaler från närliggande kanaler, vilket är till hjälp i situationer där många signaler finns, till exempel i trånga radiospektrum.En mottagare med bra angränsande kanalavstötning kan ignorera eller minska effekten av närliggande signaler, vilket möjliggör tydlig kommunikation.

Slutsats

Sinad (signal till brus- och distorsionsförhållande) är mer än bara en teknisk term-det är ett användbart sätt att förstå hur väl en radiomottagare kan hantera kommunikationsproblem i verkligheten.Sinad ger ingenjörer och tekniker ett enkelt nummer som visar hur väl en mottagare kan hålla signaler tydliga, även under bullriga och svåra förhållanden.Från att kontrollera hur känslig en mottagare är att utvärdera hur väl den kan filtrera bort oönskade signaler, hjälper Sinad till design, testning och underhåll av pålitliga radiosystem.När tekniken fortsätter att utvecklas kommer förståelse och användning av Sinad -mätningar att förbli en värdefull del av att se till att kommunikationssystem fungerar som de borde, nu och i framtiden.

Vanliga frågor [FAQ]

1. Vad säger oss frekvensen där Sinad är 3 dB lägre än det bästa fallvärdet?

Frekvensen där Sinad är 3 dB lägre än det bästa fallvärdet visar punkten där mottagarens prestanda börjar släppa.Denna frekvens hjälper till att identifiera det intervall som mottagaren fortfarande kan fungera bra innan brus och snedvridning börjar störa signalkvaliteten.

2. Vad betyder 12db Sinad?

En 12 dB Sinad innebär att signalens styrka, i kombination med brus och distorsion, är 12 decibel högre än bara bruset och distorsionen ensam.Denna nivå används ofta som en standard för att kontrollera hur väl en radiomottagare kan ta upp en tydlig signal.Det visar att signalen är tillräckligt stark jämfört med bruset och distorsionen för att vara användbar.

3. Hur beräknar du Enob från Sinad?

För att hitta det effektiva antalet bitar (ENOB) från Sinad kan du använda den här formeln: ENOB = (Sinad - 1.76) / 6.02.Denna formel konverterar Sinad-värdet, vanligtvis mätt i decibel, till antalet bitar som representerar hur väl en analog-till-digital omvandlare (ADC) kan förvandla en analog signal till en digital.

4. Hur mäts Sinad i mobil- och mobilkommunikation?

I cellulär och mobil kommunikation mäts Sinad genom att skicka en känd signal till mottagaren och sedan kontrollera utgången för att se hur mycket brus och distorsion som finns tillsammans med signalen.Denna process hjälper till att förstå hur väl mottagaren kan hantera signaler i situationer där det kan finnas störningar, vilket är viktigt för att hålla kommunikationen tydlig i mobilnät.

5. Vad är Sinad i ADC?

Sinad i en analog-till-digital omvandlare (ADC) hänvisar till förhållandet mellan den totala signalen, som inkluderar brus och distorsion, till bara bruset och distorsionen ensam.Denna mätning berättar hur väl ADC kan konvertera en analog signal till en digital, med högre Sinad -värden som betyder bättre prestanda och mindre störningar från brus och distorsion.