شور کے اعداد و شمار (این ایف) کی بنیادی باتیں: یہ کیا ہے اور اس کا استعمال کس طرح آپ کو وصول کنندہ - سنگل اسٹیج کے ڈیزائن میں مدد کرنے کے لئے ہوتا ہے۔

شور کی شکل (NF): ایک متک کے ساتھ ساتھ ایک اہم آریف پیرامیٹر۔

یہ ان شرائط میں سے ایک ہے کہ بہت سارے لوگوں کو حقیقت میں سمجھنے اور اس کا اطلاق کرنے میں دشواری کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

ایک بار جب آپ ان کے ذریعہ کام کرتے ہیں تو آپ کو بہت الجھن میں ڈالنے کے ل complicated پیچیدہ فارمولے شامل ہیں۔

اور آپ کو وصول کنندہ کو ڈیزائن کرنے کے ل properly ان کا صحیح استعمال کرنے میں دشواری ہوسکتی ہے۔

جب انتہائی ضعیف اشاروں کے ساتھ استعمال کے ل circ سرکٹس ڈیزائن کرتے ہو تو ، شور ایک اہم غور ہوتا ہے۔

شور کے اعداد و شمار (این ایف) کا ایک پیمانہ ہے کہ ایک آلہ سگنل سے شور کے تناسب (SNR) کو کتنا گھٹاتا ہے ، جس میں کم قدریں بہتر کارکردگی کی نشاندہی کرتی ہیں۔

سگنل کے راستے میں ہر ایک آلہ کا شور شراکت اتنا کم ہونا چاہئے کہ یہ سگنل سے شور کے تناسب کو نمایاں طور پر ہراساں نہیں کرے گا۔

میں آپ کو ان آسان اور عام آر ایف تصورات کو دکھاؤں گا اور آپ آخر کار بہت غلطیاں کیے بغیر بہت ہی کم وقت میں آر ایف پروجیکٹس اور قابل فروخت مصنوعات کو ڈیزائن اور مکمل کرسکیں گے۔

میں آپ میں سے کچھ لوگوں کے لئے کچھ وسائل بھی فراہم کروں گا جو مزید اعلی درجے کی تفصیلات سیکھنا چاہیں گے۔

"کے ٹی بی" کیا ہے؟
شور فیکٹر اور شور کے اعداد و شمار پر بحث کرنے سے پہلے ، ہمیں رسیور شور کے بارے میں بہتر جاننے کی ضرورت ہے۔

پہلی چیز جس کے بارے میں ہمیں جاننے کی ضرورت ہے وہ یہ ہے کہ خلا میں ہر جگہ حرارتی شور ہے اور یہ کم سے کم شور کی طاقت ہے جس کا ہمیں سامنا اور سنبھلنے کی ضرورت ہے۔

کسی بھی طرح سے ہم اس سے نجات حاصل نہیں کرسکتے ہیں۔

اگر یہ بنیادی شور موجود نہ ہوتا تو وصول کرنے والا ڈیزائن بہت آسان ہوتا۔

دیگر تمام قسم کے شور موزوں نہیں ہیں اور ہمیں ان کو کم سے کم کرنے کی پوری کوشش کرنی چاہئے۔

عام طور پر ہم واٹ میں شور کا اظہار کرتے ہیں کیونکہ یہ ایک قسم کی طاقت ہے۔

اس تھرمل شور کی طاقت کا طول و عرض ہے:

حرارتی شور = k (Joules / ˚K) × T (˚K) × B (Hz)

جہاں K جولیس / ˚ K میں بولٹزمان کی مستقل حیثیت رکھتا ہے ، T ° Kelvin (° K) میں درجہ حرارت ہے ، اور B ہرٹز میں بینڈوڈتھ ہے۔

اگر ،
k = 1.38 × 10−23
T = 290 ° K (17 ° C یا 62.6 ° F کے برابر)
اور،
بی = 1 ہرٹج
اس کے بعد،
Thermal Noise =1.38×10−23×290×1
= 4.002 × 10−21W / ہرٹج
= 4.002 × 10−18mW / ہرٹج

اگر ہم اسے ڈی بی ایم میں تبدیل کرتے ہیں تو ،
4.002×10−18mW/Hz=10log(4.002×10−18)
= 6.0−180 = −174dBm / ہرٹج
یہ 1 ہرٹج بینڈوتھ @ 17 ° C میں حرارتی شور کی طاقت کی مقدار ہے اور آپ کو شور کے اعداد و شمار کے ساتھ کام کرنے سے پہلے اس نمبر کو دل سے یاد رکھنا چاہئے۔

حرارتی شور اور درجہ حرارت:

مندرجہ ذیل جدول میں ہرٹج بمقابلہ درجہ حرارت پر تھرمل شور دکھایا گیا ہے:

جیسا کہ آپ اس جدول میں دیکھ سکتے ہیں ، ان 2 انتہائی درجہ حرارت -40 ° C اور 75 ° C کے مابین تھرمل شور کا فرق صرف

173.2−174.9 = 1.7dBm

لہذا ، سہولت کی خاطر ، ہم عام طور پر درمیانی نمبر 17 ° C (290 ° K) اور -174 dBm حوالہ جات کے طور پر لیتے ہیں۔

حرارتی شور اور آپریشن فریکوئینسی بینڈوتھ:

ایک 1 میگاہرٹز بینڈوتھ کے لئے ،

حرارتی شور = −174dBm + 10log (1 × 106)

= −114dBm

اس جانچ کے ل We ہم 2 سوالوں کے ساتھ "تھرمل شور" لپیٹ لیں گے جو آپ کو اس اصطلاح کے بارے میں کتنا جانتے ہیں۔ اس اہم پیرامیٹر "شور فگر" کو دیکھنا جاری رکھنے سے پہلے آپ کو اچھی طرح جان لینا چاہئے جس کے بارے میں ہم ذیل میں تبادلہ خیال کریں گے:

Q1:  -25 ° C پر حرارتی شور کتنا ہر ہرٹج ہے؟

جواب.     -174.7 ڈی بی ایم

Q2: 250 کلو ہرٹز کی 65 ڈگری سینٹی گریڈ کی بینڈوتھ کے ساتھ کل تھرمل شور کتنا ہے؟

جواب.     -119.3 ڈی بی ایم


شور کے تناسب کا اشارہ (SNR)
 


وصول کرنے والی حساسیت ایک کمزور سگنل سے معلومات وصول کرنے اور موصول کرنے کی صلاحیت کا ایک پیمانہ ہے۔ ہم حساسیت کو نچلی ترین سگنل پاور لیول کی حیثیت سے قانع کرتے ہیں جہاں سے ہم مفید معلومات حاصل کرسکتے ہیں۔

سب سے کمزور سگنل جس کو وصول کرنے والا امتیازی سلوک کرسکتا ہے اس کا ایک ایسا کام ہے کہ وصول کنندہ سگنل میں کتنا تھرمل شور بڑھاتا ہے۔ شور کے تناسب کا اشارہ اس اثر کو ماننے کا سب سے آسان طریقہ ہے۔

شور کے تناسب میں ان پٹ سگنل کیلئے ،

ایس این آرن = گناہ / نین

جہاں گناہ ان پٹ سگنل کی سطح ہے اور نین ان پٹ شور کی سطح ہے۔

شور کے تناسب میں آؤٹ پٹ سگنل کیلئے ،

SNRout = ساوت / نوٹ

جہاں Sout آؤٹ پٹ سگنل کی سطح ہے اور Nout آؤٹ پٹ شور کی سطح ہے۔

چونکہ کے ٹی بی ہر جگہ ہے ، لہذا ساؤٹ / نوٹ کبھی بھی گناہ / نین سے بہتر نہیں ہوسکتا ہے۔ لہذا ، آپ جو بہترین صورتحال پیدا کرسکتے ہیں وہ یہ ہے:

ساوت / نوٹ = گناہ / نین ، (SNRout = SNRin)
 
شور فیکٹر (F) اور
شور فگر (NF)
ہمیں آگے جانے سے پہلے ان دو اصطلاحات "شور فیکٹر" اور "شور فگر" کی وضاحت کرنے کی ضرورت ہے۔

شور فیکٹر (F) = گناہ / ننساؤٹ / نوٹ = SNRinSNRout
شور عنصر اس پیمائش ہے کہ کس طرح شور کے تناسب سے متعلق سگنل کو کسی آلے کے ذریعہ ہراساں کیا جاتا ہے۔

اس سے پہلے کہ آپ شور کے اعداد و شمار کے ساتھ کام کرنے کے قابل ہوں تو آپ کو اس تعریف کو دل سے یاد رکھنے کی ضرورت ہے۔

ایک کامل الیکٹرانک سرکٹری (جس کا کوئی وجود نہیں) میں 1 کا شور عنصر ہوگا۔

حقیقی دنیا میں ، یہ ہمیشہ 1 سے زیادہ ہوتا ہے۔

اور سیدھے ،

= لاگ (SNRin) −log (SNRout)

شور کا نقشہ ہمیشہ 0 dB سے زیادہ ہوتا ہے۔

میں ذیل میں 2 مثالوں کا استعمال کرتے ہوئے ان 3 اہم شرائط کی وضاحت کرنا چاہتا ہوں اور مجھے امید ہے کہ آپ ہر ایک قدم پر عمل کرنے میں وقت نکالیں گے۔

مثال # 1
اگر الیکٹرانک سرکٹری شفاف ہے ، تو پھر فائدہ 0 ہے ، اندرونی شور کی سطح نیکٹ بھی 0 ہے۔

جواب.

چونکہ گناہ = ساؤٹ اور نِن = نوٹ

شور فیکٹر (F) = 1 اور

شور کی شکل (NF) = 10 بلاگ (1) = 0

اس قسم کا سرکٹ تقریبا موجود نہیں ہے۔

مثال # 2
اگر الیکٹرانک سرکٹری 6 ڈی بی ریزٹر π نیٹ ورک اٹینیو ایٹر (-6 DB) ہے تو ، شور فیکٹر کیا ہے؟

جواب.

گناہ اور نین دونوں کو 6 ڈی بی نقصانات ہیں ، لہذا

ساوت = (1/4) گناہ اور قیاس ،

نوت = (1/4) نن

لیکن کہیں بھی کم سے کم تھرمل شور کے ٹی بی ہے۔

تو
نوٹ = کے ٹی بی
لہذا،
شور فیکٹر (F) = گناہ / ننساؤٹ / نوٹ
= گناہ / kTB (1/4) گناہ / kTB = 4
اور،
شور کی شکل (NF) = 10 بلاگ (4) = 6 ڈی بی
شور کے اعداد و شمار بالکل اسی طرح کی ہیں جیسے متوقع 6 ڈی بی ،

مثال # 3

ایک یمپلیفائر میں 12 ڈی بی کا فائدہ ہوتا ہے اور شور کی تعداد 3 ڈی بی ہوتی ہے ،

(a) آؤٹ پٹ پورٹ پر ہر ہرٹج (dBm میں) شور کی سطح کیا ہے ، اور

(b) اس یمپلیفائر میں اضافی شور فی ہرٹج (dBm میں) کیا ہے؟




جواب.

(A).
، چونکہ
تو

ساوت = 16 × گناہ

گناہ / نین 16 سن / نوٹ = 1.995

لہذا، آؤٹ پٹ پورٹ پر شور کی سطح (ڈی بی ایم میں) یہ ہے:

=10log31.9+10logkTB=15.0−174

= −159.0dBm

(B).

اور

نوٹ = 16 × نین + (x + 1) کے ٹی بی = (17 + ایکس) کے ٹی بی

ایف = گناہ / kTB16 سن / (17 + x) کے ٹی بی = 2

آپریشن کے کچھ اقدامات کے بعد

x = 15

لہذا اس یمپلیفائر میں اضافی شور (ڈی بی ایم میں) یہ ہے:

15kTB=15×4.0×10−18mW

= 6.0 × 10−17mW = −162.2dBm

 

ٹھیک ہے ، اس مضمون کو سمیٹنے کا وقت۔ کیا آپ یہ جاننا پسند کرتے ہیں کہ کیا آپ واقعتا understand سمجھتے ہیں کہ شور پیکر کیا ہے اور اسے کیسے استعمال کریں؟ ان 2 سوالات سے معلوم کریں:

سوال 1: ایل این اے میں 20 ڈی بی کا فائدہ ہے۔ اگر آؤٹ پٹ پورٹ پر ناپنے والے شور کی سطح -152 dBm / ہرٹج ہے ، تو پھر اس یمپلیفائر کا NF کیا ہے؟

جواب 2 ڈی بی

Q2: ایک یمپلیفائر کا NF 1.0 DB ہے اور آپریشن فریکوئنسی بینڈوڈتھ 200 کلو ہرٹز ہے ، اگر پیمائش شدہ آؤٹ پٹ پورٹ شور کی سطح -132 dBm ہے تو ، اس یمپلیفائر کا کیا فائدہ ہے؟

جواب 18 ڈی بی

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست