作为硬件工程师最痛苦你都知道哪些
dB)表示,以功率表示的信噪比是以电压表示的信噪比的2倍。信噪比越大越好。
应用:信噪比(电压)低于80dB的音箱和MP3不建议购买。
高小姐的性价比降低了——噪声系数
NF
Noise Factor
类比:
话说八戒和高小姐结婚几年后,悟空问八戒:"怎么样,小日子不错吧!"八戒一脸苦相,说:"别提了,高小姐性价比降低很多了。面色老了很多,脾气坏了很多, 生活懒散了很多,还和我不断地要更高的生活费。"高小姐婚前的性价比比婚后的性价比高出很多倍,这个倍数可以称为婚姻魔盒系数,可以描述婚姻质量。
射频器件本身就会加入噪声,输入端信噪比会比输出端的信噪比高一些。输入端信噪比和输出端信噪比之比就是射频器件的噪声系数。
NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比)
噪声系数可以衡量接收机、放大器的射频(RF)性能,表示经过射频器件后,信号有用功率的损失和噪声功率的放大。基站的噪声系数大约为3~5dB,而用户移动台的噪声系数大约为7~9dB。
涓涓细流汇聚成河——加性噪声
additive noise
类比:万里黄河是由高山雪水形成的涓涓细流逐渐汇聚而成的,比较重要的源头有三个:一是扎曲,二是约古宗列渠,三是卡日曲。扎曲干涸的时候,卡日曲还有充足的水流。
加性噪声是通过功率直接叠加的方式作用于有用信号,它的存在却独立于有用信号,不管有没有有用信号,加性噪声始终存在于射频器件中,影响正常通信的质量。
一般通信中把随机的加性噪声看成是系统的背景噪声;从来源来看,加性噪声可分为无线电噪声、工业电噪声、自然噪声、射频器件的内部热噪声。无线电的干扰频率是固定的,可以通过加强了无线电频率的管理尽量规避。工业电噪声来源于各种电气设备,但干扰频谱集中于较低的频率范围,选择较高的工频工作可防止干扰。 自然噪声来源于闪电、太阳黑子及宇宙射线等。这类噪声很难避免。内部热噪声由电子器件不规则的热运动引起,在数学上可以用随机过程来描述,又可称为随机噪声。
你家的苹果很好看——失真
Distortion
类比:大家比较熟悉皇帝新装的故事,成年人 都夸皇帝的衣服好漂亮,而只有孩子说:其实他什么也没穿。小孩刚会说话的时候,看到邻居家的苹果,自己想吃,哭着闹着要吃苹果,真实地表达自己的意图。 等 长到六七岁的时候,还是想吃邻居家的苹果,却说:"你家的苹果很好看。"等长大成人后,虽然想吃邻家的苹果,为了说明自己不缺苹果,却推托说:"我不吃, 真的不吃。" 孩子真实地说出自己看到情况或说出自己的真实想法,这叫童真;而成年人掩饰了自己的真实所见和真实想法,这叫失去童真(率真),或者失真。
所谓失真,就是失去真实,或者说真实的东西被歪曲的表现出来。信号经过射频收发通道的时候,由于有加性噪声和乘性噪声引入,多少会有一定程度的对所传信号的歪曲,这个就是无线信号的失真。无线信号的失真可分为线性失真和非线性失真。
工地的探照灯——杂散辐射
Spurious Emission
现象类比:我们的生活小区旁边有一个工地,彻底灯火明亮。安装探照灯主要目的是为了便于巡查从而避免工地的各种物资丢失(工作带宽范围内辐射就可以了)。可是探照灯太亮了,辐射到了我们小区(杂散辐射),影响了我们小区很多人的休息(杂散辐射必然带来干扰)。
射频发信机本应该在规定的频率范围内发送无线信号,即发射带内信号;正如探照灯应该主要照射工地范围一样。由于射频发信机内部元器件并非理想器件,存在或 多或少的非线性,在发射无线信号的过程中产生了很多非规定频率范围内的信号,即发生了杂散辐射;就像探照灯照到了旁边的生活小区。发射机发射了非自己频率 范围内的信号,就可能对其他通信系统造成干扰,就像工地的探照灯影响了旁边小区居民休息一样。
杂散辐射可能是一些非线性元器件产生的谐波分量、交调信号等。为了防止一个系统的杂散辐射对其他无线通信系统造成干扰,需要提高系统的电磁兼容性能。一般 在协议中都会规定这个系统的不同带外频率范围的最大杂散辐射水平。一般规定的形式都是一个频率范围内一定带宽的最大允许的杂散辐射是多少dBm;如协议上 规定WCDMA的发射机在150kHz~30MHz范围内每10kHz带宽的杂散辐射不能超过-36dBm。
香农定理
类比:城市道路上的汽车的车速和什么有关系?和道路的宽度有关系,和自己车的动力有关系,也其他干扰因素有关系(如:车量的多少和红灯的数量)。
香农定理是所有通信制式最基本的原
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