Мой вопрос касается того, как аттенюаторы влияют на шум. Насколько я понимаю
Из того, что я могу сказать, это означает, что шум на входе проходит через затухание, не затрагиваемое аттенюатором. Другими словами, аттенюатор минимизирует сигнал, но не шум. Я читал, что это верно только при 290°K и что аттенюатор не может снизить уровень шума ниже уровня собственных шумов. Хотя я этого не очень понимаю. Если бы температура была 50°К, прошел бы шум через аттенюатор без изменений? Для меня это имело бы смысл, если бы не было чего-то особенного в 290 ° K. В качестве обоснованного предположения я бы подумал, что если температура в помещении была, скажем, 50°К, а шум на входе аттенюатора также был 50°К (т.е. ) тогда аттенюатор не будет уменьшать шум; однако я не совсем уверен, почему.
На самом деле я бы подумал, что аттенюатор может на самом деле внести шум в выходной сигнал, потому что он сделан пассивно. Я вижу, что, возможно, резисторы в аттенюаторе вносят шум, а их конфигурация уменьшает шум, и они могут компенсировать и не приводить к добавлению чистого шума, хотя я не уверен в этом.
Если бы кто-то мог пролить свет на это, чтобы помочь мне лучше понять это, это было бы здорово.
Спасибо.
Изменить: конкретно то, что я не понимаю
Приведенный выше сценарий часто вызывает недоумение у инженеров по ВЧ, поскольку общеизвестно, что коэффициент шума любого пассивного компонента равен его потерям. Коэффициент шума (NF) и коэффициент шума (F) обычно описываются в терминах отношения SNR на входе к SNR на выходе при определенной температуре 290 K. Как показано в приведенных ниже уравнениях, коэффициент шума представляет собой просто логарифмический эквивалент коэффициента шума. измерение коэффициента шума.
Основываясь на приведенных выше уравнениях, может показаться, что использование аттенюатора на выходе векторного генератора сигналов ослабит мощность сигнала без ослабления мощности шума. Однако важно понимать, что уравнение для коэффициента шума применимо ТОЛЬКО в том случае, когда уровень шума равен плотности теплового шума при -174 дБм/Гц. В общем, такие термины, как коэффициент шума и коэффициент шума, следует применять только к беспроводным приемникам, поскольку мощность шума от антенны на частоте 290 К будет приблизительно равна -174 дБм/Гц.
Например, предположим, что приемник наблюдает сигнал с SNR 60 дБ при уровне мощности -114 дБм. В этом сценарии применение аттенюатора на 20 дБ ослабит мощность сигнала на 20 дБ до -134 дБм. Однако уровень шума остался бы неизменным, так как мощность шума уже находится на уровне теплового шума. Таким образом, при Pnoise = -174 дБм/Гц коэффициент шума пассивного аттенюатора эквивалентен его потерям.
С другой стороны, плотность выходного шума ВЧ-генератора обусловлена активными компонентами, и ее уровни иногда значительно превышают теоретический минимальный уровень шума. В этом сценарии мощность шума может быть снижена до уровня минимального теплового шума. В результате приемники с высокой чувствительностью можно тестировать с помощью стимула, мощность шума которого значительно ниже мощности генератора сигналов.
Приведенное выше для абзацев взято прямо из: http://www.ni.com/white-paper/6810/en
Я не понимаю, почему 290°K кажутся особенными и на что влияет мощность шума. Я не понимаю, почему в третьем абзаце написано, что это не ослабит шум.
Читая вопрос и комментарии, может возникнуть концептуальное недоразумение: аттенюатор БУДЕТ ослаблять любой шум, присутствующий на его входе (даже от всего импеданса источника 50 Ом), в той же степени, в которой он ослабляет сигнал.
Однако он также генерирует собственный шум, который можно представить как шум от идеального резистора, равного его собственному выходному импедансу, и он добавляется на выходе к (ослабленному) входному сигналу и шуму. Таким образом, если входное и выходное сопротивление Z равно 50 Ом, в результате получается ослабленный сигнал + незначительно повышенный шум (т. е. NF = затухание).
Но если его выходное сопротивление ниже, добавленный шум также ниже, что улучшает шумовое напряжение, как утверждает Энди.
Итак, представьте аттенюатор как идеальный аттенюатор (ослабляющий шум) последовательно с источником напряжения шума Джонсона, равным выходному импедансу. Остальное просто применение формул.
РЕДАКТИРОВАТЬ: re: обновленный вопрос.
(1) В 290K нет ничего особенного, за исключением того, что это реальная температура для работы пассивной схемы. Причина, по которой они выбрали его, заключается в том, что в статье указан минимальный уровень шума (-174 дБм/Гц), который является правильным для определенной температуры: да, 290 К.
(2) Хотя любое сопротивление в аттенюаторе будет способствовать шуму, я понимаю, что это не является удовлетворительным объяснением того, почему вы получаете такой же шум от аттенюатора, потому что (как говорит Энди) вы можете сделать емкостной аттенюатор, который не Генератор шума Джонсона. Так что мы должны смотреть немного глубже и помнить, что эти источники шума являются статистикой отдельных электронов, составляющих ток.
Итак, допустим, мы строим аттенюатор (50 Ом на входе, 50 Ом на выходе) и пытаемся обмануть Джонсона, используя емкостной делитель. Это подразумевает узел внутри аттенюатора, который проводит часть входного тока на землю. В этом узле у нас есть два текущих пути; часть тока течет на выход, остальное на землю. Что определяет путь, по которому пойдет отдельный электрон? По сути, шанс. В совокупности? Статистика. Значит, это источник шума.
Или давайте просто добавим последовательную емкость, чтобы обеспечить достаточное затухание: тем самым мы избегаем разделения тока и устраняем источник шума, верно? За счет уменьшения тока сигнала; наша статистика теперь работает с меньшим размером выборки и, следовательно, с большей дисперсией: больше шума.
Эти результаты — лучшее, что вы можете сделать, от них никуда не деться.
Во-первых, на 290К нет ничего особенного. Шум резистора увеличивается от нуля при -273ºC (абсолютный ноль) до значения, определяемого фактической температурой (в градусах Кельвина) и сопротивлением.
Во-вторых, аттенюаторы не обязательно должны быть резистивными — они могут быть емкостными делителями напряжения и не будут вносить лишних шумов. То же самое с индукторами.
В-третьих, резисторный аттенюатор будет вносить шум, но он может быть небольшим по сравнению с подавляемым шумом.
В-четвертых, если шум в аттенюаторе равен X, этот шум будет уменьшен на тот же коэффициент, что и любой сигнал. Если аттенюатор 2:1, то выходной шум будет X/2.
Я думаю, что это справедливо только в том случае, если они находятся при одинаковой температуре. Давайте подумаем об этом: источник при очень низкой температуре с мощностью шума -1000 дБм/Гц и потери в аттенюаторе 10 дБ при очень высокой температуре с мощностью шума -50 дБм/Гц. теперь смотрим на выход аттенюатора, какая мощность шума? -1000дБм/Гц? нет... скорее всего -50dBm/Hz.
Входной шум должен перекрываться внутренним тепловым шумом аттенюатора.
пользователь968243
Террабиты