متنوع

صيغ الضوضاء الحرارية وآلة حاسبة

صيغ الضوضاء الحرارية وآلة حاسبة


من الضروري إجراء حسابات ضوضاء حرارية خاصة في تصميم وتطوير الترددات الراديوية. تطبيقات مستقبل الراديو ، تعتبر الضوضاء الحرارية RF سمة أساسية تحد من حساسية أجهزة الراديو.

يمكن أن يساعد حساب الضوضاء الحرارية ومعرفة القيمة في تحسين أداء النظام بأكمله ، مما يتيح اتخاذ الخطوات الصحيحة لتحسين الأداء واعتماد أفضل الأساليب.

لحساب مستويات الضوضاء الحرارية ، توجد صيغ أو معادلات مباشرة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، هناك آلة حاسبة على الإنترنت لتقديم مساعدة إضافية.

حساب ومعادلات الضوضاء الحرارية الأساسية.

الضوضاء الحرارية هي ضوضاء بيضاء بشكل فعال وتمتد عبر طيف واسع جدًا. تتناسب قدرة الضوضاء مع عرض النطاق الترددي. لذلك من الممكن تحديد معادلة معممة لجهد الضوضاء ضمن عرض نطاق معين على النحو التالي:

الخامس2=4 ك تيو 1f2ر دF

أين:
V = جهد RMS متكامل بين الترددات f1 و f2
R = المكون المقاوم للمقاومة (أو المقاومة) Ω
T = درجة الحرارة بالدرجات بالكلفن
(كلفن هو مقياس الصفر المطلق وبالتالي كلفن = سلزيوس + 273.16)
f1 & f2 = الحدود الدنيا والعليا لعرض النطاق الترددي المطلوب

في معظم الحالات ، سيبقى المكون المقاوم للمقاومة ثابتًا على عرض النطاق الترددي المطلوب. لذلك من الممكن تبسيط معادلة الضوضاء الحرارية إلى:

أين:
B = عرض النطاق الترددي بوحدة هرتز

حسابات الضوضاء الحرارية لدرجة حرارة الغرفة

من الممكن حساب مستويات الضوضاء الحرارية لدرجة حرارة الغرفة 20 درجة مئوية أو 290 درجة مئوية. يتم حساب هذا بشكل شائع لعرض النطاق الترددي 1 هرتز لأنه من السهل قياسه من هنا لأن قوة الضوضاء تتناسب مع عرض النطاق الترددي. أكثر الممانعة شيوعًا هي 50 Ω.

الخامس=4 (1.3803 10-23) 290   50   1

الخامس=0.9 نالخامس

حسابات قوة الضوضاء الحرارية

بينما يتم التعبير عن حسابات الضوضاء الحرارية أعلاه من حيث الجهد ، إلا أنه غالبًا ما يكون من المفيد التعبير عن الضوضاء الحرارية من حيث مستوى الطاقة.

لنمذجة هذا ، من الضروري اعتبار المقاوم الصاخب كمقاوم مثالي ، R متصل في سلسلة بمصدر جهد ضوضاء ومتصل بحمل مطابق.

ص=الخامس24ر

ص=(4 ك تي ب ر)24 ر

ص=ك تي ب

ملحوظة: يمكن ملاحظة أن قوة الضوضاء مستقلة عن المقاومة ، فقط على عرض النطاق الترددي.

ثم يتم التعبير عن هذا الرقم عادةً من حيث dBm.

الضوضاء الحرارية في نظام 50 درجة في درجة حرارة الغرفة هي -174 ديسيبل ميلي واط / هرتز.

من السهل بعد ذلك ربط ذلك بنطاقات أخرى: نظرًا لأن مستوى الطاقة يتناسب مع النطاق الترددي ، فإن ضعف مستوى النطاق الترددي يعطي ضعف مستوى الطاقة (+ 3dB) ، ويعطي عرض النطاق الترددي عشرة أضعاف مستوى الطاقة (+ 10dB) .

حاسبة الضوضاء الحرارية

يوفر حساب الضوضاء الحرارية أدناه طريقة سهلة لتحديد قيم الضوضاء الحرارية المختلفة التي قد تكون مطلوبة.



يتم احتساب الضوضاء الحرارية للنطاقات الترددية الشائعة

يوفر الجدول أدناه حسابات أرضية الضوضاء الحرارية لمختلف عروض النطاق الشائعة والتطبيقات الشائعة.


عرض النطاق الترددي وقوة الضوضاء الحرارية
عرض النطاق
(Δf) هرتز
قوة الضوضاء الحرارية
ديسيبل
1-174
10-164
100-154
1 كيلو-144
10 كيلو-134
100 كيلو-124
200 كيلو (قناة 2G GSM)-121
1 م (قناة بلوتوث)-114
5 م (قناة 3G UMTS)-107
10 م-104
20 م (قناة واي فاي)-101

من السهل حساب قيم طاقة الضوضاء الحرارية هذه من الآلة الحاسبة عبر الإنترنت أو الصيغ ، لكن الجدول يوفر مرجعًا مفيدًا.


شاهد الفيديو: طريقة تنظيف و تغيير المعجون الحراري للبروسيسور (ديسمبر 2021).