न्यूनतम संसूचनीय संकेत

न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत एक प्रणाली के इनपुट पर एक संकेत है जिसकी शक्ति इसे संसूचक प्रणाली की पृष्ठभूमि इलेक्ट्रॉनिक रव पर पता लगाने की अनुमति देती है। इसे वैकल्पिक रूप से एक संकेत के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो निष्पादन पर दिए गए मान m के संकेत से रव के अनुपात का उत्पादन करता है। व्यवहार में, m को आमतौर पर एकता से बड़ा चुना जाता है। कुछ साहित्य में, इस अवधारणा के लिए 'संवेदनशीलता' नाम का प्रयोग किया जाता है। जब परिणामी संकेत की व्याख्या एक मानव संचालक द्वारा की जाती है, जैसा कि रडार(तेजोन्वेष) सिस्टम में होता है, तो संबंधित शब्द न्यूनतम प्रत्यक्ष संकेत का उपयोग किया जा सकता है। इसमें रडार(तेजोन्वेष) अव्यवस्था और तेजोन्वेष प्रदर्शन पर संकेत के जीवनकाल जैसे अतिरिक्त कारक सम्मिलित हैं। एक सही-पता लगाने योग्य संकेत के मामले में, तेजोन्वेष प्रदर्शन पर परिणामी तेजोन्वेष लक्ष्य पहचानने के लिए बहुत छोटा या बहुत क्षणभंगुर हो सकता है। किन प्रभावों पर विचार किया जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, न्यूनतम दृश्य संकेत शब्द का उपयोग केवल इस बात पर विचार करने के लिए किया जा सकता है कि अव्यवस्था जैसे अन्य प्रभावों को अनदेखा करते हुए, प्रदर्शन पर संकेत दिखाई दे सकता है या नहीं।

सामान्य

सामान्य तौर पर, यह स्पष्ट है कि एक प्राप्तकर्ता के लिए एक संकेत देखने के लिए रव तल से अधिक होना चाहिए। वास्तव में संकेत का पता लगाने के लिए, हालांकि, प्रायः रव तल से अधिक शक्ति स्तर पर होना आवश्यक होता है जो कि पहचान के प्रकार के साथ-साथ अन्य कारकों पर निर्भर होता है। इस आवश्यकता के अपवाद हैं लेकिन इन मामलों का कवरेज इस लेख के दायरे से बाहर है। संकेत और रव तल के शक्ति स्तरों में यह आवश्यक अंतर संकेत से रव के अनुपात के रूप में जाना जाता है (SNR). न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत स्थापित करने के लिए (MDS) एक प्राप्तकर्ता लिए हमें ज्ञात होने के लिए कई कारकों की आवश्यकता होती है।

• आवश्यक सिग्नल-टू-न्वाइस(संकेत से रव) अनुपात (SNR)
• जांच बैंडविड्थ (BW)
• तापमान T₀ रिसीवर(प्राप्तकर्ता) सिस्टम की
• प्राप्तकर्ता रव आंकड़ा (NF)

न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत की गणना करने के लिए हमें पहले निम्नलिखित समीकरण द्वारा प्राप्तकर्ता में रव तल स्थापित करने की आवश्यकता है:

${\begin{aligned}{\text{Noise floor}}_{\textrm {dBm}}&=10\ \log _{10}(kT_{0}\times BW/1\,{\textrm {mW}})\ {\textrm {dBm}}+NF\\&=10\ \log _{10}(kT_{0}{\frac {\textrm {Hz}}{\textrm {mW}}})\ {\textrm {dBm}}+NF+10\ \log _{10}(BW/1\,{\textrm {Hz}})\ {\textrm {dB}}\end{aligned}}$

यहां, k ≈ 1.38×10⁻²³ J/K बोल्ट्जमैन का स्थिरांक है और kT₀ उपलब्ध रव शक्ति घनत्व है (रव तापीय रव , जॉनसन रव है)।

एक संख्यात्मक उदाहरण के रूप में: एक प्राप्तकर्ता की बैंडविड्थ होती है 100 MHz, 1.5 डेसिबल का रव आंकड़ा और प्रणाली का भौतिक तापमान है 290 K.

${\begin{aligned}{\text{Noise floor}}_{\textrm {dBm}}&=10\ \log _{10}(1.38\times 10^{-23}\times 290\times 10^{3})\ {\textrm {dBm}}+1.5\ {\textrm {dB}}+10\ \log _{10}(100\times 10^{6})\ {\textrm {dB}}\\&=-174\ {\textrm {dBm}}+1.5\ {\textrm {dB}}+80\ {\textrm {dB}}\\&=-92.5\ {\textrm {dBm}}\end{aligned}}$

तो इस प्राप्तकर्ता के लिए एक संकेत भी देखना शुरू करने के लिए इसे इससे बड़ा होना चाहिए −92.5 dBm. भ्रम पैदा हो सकता है क्योंकि ऊपर की गणना के स्तर को कभी-कभी न्यूनतम प्रत्यक्ष संकेत भी कहा जाता है (MDS). स्पष्टता के लिए, हम इसे प्राप्तकर्ता के रव तल के रूप में संदर्भित करेंगे। अगले चरण को ध्यान में रखना है SNR हम जिस प्रकार की पहचान का उपयोग कर रहे हैं, उसके लिए आवश्यक है। यदि हमें आवश्यक रव तल से 10 गुना अधिक शक्तिशाली होने के लिए संकेत की आवश्यकता है SNR होगा 10 dB. वास्तविक न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत की गणना करना केवल आवश्यक जोड़ने का मामला है SNR रव तल पर:

${\text{MDS}}_{\text{dBm}}={\text{Noise floor}}_{\textrm {dBm}}+{\text{SNR}}_{\textrm {dB}}$

तो ऊपर के उदाहरण के लिए इसका मतलब होगा कि न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत है ${\textstyle {\text{MDS}}_{\textrm {dBm}}=-92.5\,{\text{dBm}}+10\,{\text{dB}}=-82.5\,{\text{dBm}}}$.

उपरोक्त समीकरण कई तरीकों को इंगित करता है जिसमें प्राप्तकर्ता के न्यूनतम पता लगाने योग्य सिग्नल में सुधार किया जा सकता है। अगर कोई मानता है कि बैंडविड्थ और SNR हालांकि आवेदन द्वारा तय किया गया है, फिर सुधार का एक तरीका MDS प्राप्तकर्ता के भौतिक तापमान को कम करते है। यह प्राप्तकर्ता के NF को कम करता है आंतरिक तापीय रूप से उत्पादित रव को कम करके। इस प्रकार के प्राप्तकर्ता को परिशीतन प्राप्तकर्ता कहा जाता है।

परिभाषाएँ

रव आंकड़ा और रव कारक

रवांक (नॉइज़ फिगर) (NF) रव कारक (नॉइज़ फ़ैक्टर) (F) है जिसे डेसिबल में व्यक्त किया जाता है। F निविष्ट संकेत से रव के अनुपात का संकेत (SNR) का अनुपात है_i) निष्पादन संकेत से रव के अनुपात का संकेत (SNR_o). F यह निर्धारित करता है कि रव नेटवर्क की उपस्थिति के कारण रव के संबंध में संकेत कितना कम हो जाता है। एक बिना आवाज वाले प्रवर्धक का रव कारक F=1 होता है, इसलिए उस प्रवर्धक के लिए रवांक NF=0 dB होता है: एक बिना आवाज वाले प्रवर्धक संकेत से रव के अनुपातको कम नहीं करता है क्योंकि संकेत और रव दोनों नेटवर्क के माध्यम से फैलते हैं।

यदि बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग(संकेत प्रसंस्करण)) जिसमें सूचना संकेत मापा जाता है, 1 हर्ट्ज चौड़ा नहीं होता है, तो शब्द 10 लॉग₁₀(बैंडविड्थ) व्यापक परिचयन बैंडविड्थ में मौजूद अतिरिक्त रव शक्ति की अनुमति देता है।

संकेत से रव अनुपात

संकेत से रव अनुपात (SNR) वह डिग्री है जिस तक निविष्ट संकेत शक्ति बैंडविड्थ बी के भीतर रव शक्ति से अधिक है। कुछ डिजिटल प्रणाली के मामले में रव स्तर और संकेत स्तर के बीच 10 dB का अंतर आवश्यक हो सकता है; यह 10 dB SNR बिट एरर रेट (BER) को कुछ निर्दिष्ट आंकड़े (जैसे 10) से बेहतर होने की अनुमति देता है^-5 कुछ क्यूपीएसके योजनाओं के लिए)। आवाज संकेत के लिए आवश्यक SNR 6 डीबी जितना कम हो सकता है और सीडब्ल्यू (मोर्स कोड) के लिए यह एक प्रशिक्षित श्रोता के साथ 1 डीबी अंतर (स्पर्शिक संवेदनशीलता) तक बढ़ सकता है। इस संदर्भ में प्रयोग करने योग्य का मतलब है कि यह किसी व्यक्ति या मशीन द्वारा विकूटन के लिए पर्याप्त जानकारी देता है जिसमें त्रुटि के स्वीकार्य और परिभाषित स्तर होते हैं।