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Relación señal / ruido de radio S / N, SNR

Relación señal / ruido de radio S / N, SNR

La relación señal / ruido, SNR o relación S / N es uno de los métodos más sencillos de medir la sensibilidad del receptor de radio.

Define la diferencia de nivel entre la señal y el ruido para un nivel de señal dado. Cuanto menor sea el ruido generado por el receptor, mejor será la relación señal / ruido.

Al igual que con cualquier medición de sensibilidad, el rendimiento del receptor de radio en general está determinado por el rendimiento de la etapa del amplificador de RF frontal. Cualquier ruido introducido por el primer amplificador de RF se agregará a la señal y se amplificará mediante amplificadores posteriores en el receptor. Como el ruido introducido por el primer amplificador de RF se amplificará al máximo, este amplificador de RF se convierte en el más crítico en términos de rendimiento de sensibilidad del receptor de radio. Por tanto, el primer amplificador de cualquier receptor de radio debería ser un amplificador de bajo ruido.

Concepto de relación señal / ruido SNR

Aunque hay muchas formas de medir el rendimiento de la sensibilidad de un receptor de radio, la relación S / N o SNR es una de las más sencillas y se utiliza en una variedad de aplicaciones. Sin embargo, tiene una serie de limitaciones y, aunque se utiliza ampliamente, también se utilizan con frecuencia otros métodos, incluido el factor de ruido. No obstante, la relación S / N o SNR es una especificación importante y se utiliza ampliamente como medida de la sensibilidad del receptor.

La diferencia se muestra normalmente como una relación entre la señal y el ruido, S / N, y normalmente se expresa en decibelios. Como el nivel de entrada de la señal obviamente tiene un efecto en esta relación, se debe dar el nivel de la señal de entrada. Suele expresarse en microvoltios. Normalmente se especifica un cierto nivel de entrada necesario para dar una relación señal / ruido de 10 dB.

Fórmula de relación señal / ruido

La relación señal / ruido es la relación entre la señal deseada y el ruido de fondo no deseado. Puede expresarse en su forma más básica utilizando la fórmula de relación S / N a continuación:

Es más habitual ver una relación señal / ruido expresada en una base logarítmica usando decibelios con la siguiente fórmula:

SNR (dB)=10Iniciar sesión10(PAGSseñalPAGSruido)

Si todos los niveles se expresan en decibelios, entonces la fórmula se puede simplificar a la siguiente ecuación:

SNR(dB)=PAGSseñal(dB)-PAGSruido(dB)

Los niveles de potencia pueden expresarse en niveles como dBm (decibeles en relación con un milivatio, o en algún otro estándar con el que se puedan comparar los niveles.

Efecto del ancho de banda en SNR

Varios otros factores además del rendimiento básico del aparato pueden afectar la relación señal / ruido, especificación SNR. El primero es el ancho de banda real del receptor. A medida que el ruido se esparce por todas las frecuencias, se observa que cuanto mayor es el ancho de banda del receptor, mayor es el nivel de ruido. Por consiguiente, es necesario indicar el ancho de banda del receptor.

Además, se encuentra que cuando se usa AM, el nivel de modulación tiene un efecto. Cuanto mayor sea el nivel de modulación, mayor será la salida de audio del receptor. Al medir el rendimiento del ruido, se mide la salida de audio del receptor y, en consecuencia, el nivel de modulación del AM tiene un efecto. Normalmente se elige un nivel de modulación del 30% para esta medición.

Especificaciones de relación señal / ruido

En vista del hecho de que la SNR real experimentada en cualquier momento está gobernada por una serie de factores, es necesario establecer las condiciones bajo las cuales se experimenta la relación señal / ruido.

De esta manera, se establece que la relación S / N incluye todas estas condiciones. Para poder comparar la relación S / N para diferentes receptores, generalmente se establece el rendimiento para los parámetros establecidos. Normalmente se indica el voltaje de entrada para una relación señal / ruido de 10 dB. Otros factores como el ancho de banda también deben incluirse junto con el tipo de transmisión y para AM la profundidad de modulación (generalmente se usa el 30%).

Normalmente, uno podría esperar ver una cifra en la región de 0,5 microvoltios para una relación señal / ruido de 10 dB en un ancho de banda de 3 kHz para SSB o Morse. Para AM, podría verse una cifra de 1,5 microvoltios para una relación señal / ruido de 10 dB en un ancho de banda de 6 kHz al 30% de modulación.

Puntos a tener en cuenta al medir la relación señal / ruido

SNR, la relación señal / ruido es un método muy conveniente para cuantificar la sensibilidad de un receptor, pero hay algunos puntos a tener en cuenta al interpretar y medir la relación señal / ruido.

Para investigarlos, es necesario observar la forma en que se realizan las mediciones de la relación señal / ruido, SNR. Se utiliza un generador de señales de RF calibrado como fuente de señal para el receptor. Debe tener un método preciso para ajustar el nivel de salida a niveles de señal muy bajos. Luego, en la salida del receptor, se usa un voltímetro de CA de valor eficaz verdadero para medir el nivel de salida.

  • S / N y (S + N) / N Al medir la relación señal / ruido, hay dos elementos básicos para la medición. Uno es el nivel de ruido y el otro es la señal. Como resultado de la forma en que se realizan las mediciones, a menudo la medición de la señal también incluye ruido, es decir, es una medición de señal más ruido. Normalmente, esto no es un gran problema porque se supone que el nivel de la señal es mucho mayor que el ruido. En vista de esto, algunos fabricantes de receptores especificarán una relación ligeramente diferente: a saber, señal más ruido a ruido (S + N / N). En la práctica, la diferencia no es grande, pero la relación S + N / N es más correcta.
  • PD y EMF Ocasionalmente, el nivel del generador de señales en la especificación mencionará que es PD o EMF. En realidad, esto es muy importante porque hay un factor de 2: 1 entre los dos niveles. Por ejemplo, 1 microvoltio EMF. y DP de 0,5 microvoltios son iguales. La EMF (fuerza electromotriz) es el voltaje de circuito abierto, mientras que la PD (diferencia de potencial) se mide cuando el generador está cargado. Como resultado de la forma en que funciona el circuito de nivel del generador, se asume que se ha aplicado una carga correcta (50 ohmios). Si la carga no es este valor, habrá un error. A pesar de esto, la mayoría de los equipos asumirán valores en PD a menos que se indique lo contrario, pero siempre vale la pena verificarlo si es posible.

Si bien existen muchos parámetros que se utilizan para especificar el rendimiento de sensibilidad de los receptores de radio, la relación señal / ruido es una de las más básicas y fáciles de comprender. Por lo tanto, se usa ampliamente para muchos receptores de radio que se utilizan en aplicaciones que van desde la recepción de transmisiones hasta las comunicaciones por radio fijas o móviles.

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