Miscellaneous

Rumus & Kalkulator Kebisingan Termal

Rumus & Kalkulator Kebisingan Termal


Khususnya pada frekuensi radio, perancangan dan pengembangan RF perlu dilakukan perhitungan thermal noise. Aplikasi penerima radio, kebisingan termal RF adalah atribut kunci, membatasi sensitivitas radio.

Menghitung kebisingan termal dan mengetahui nilainya dapat membantu meningkatkan kinerja seluruh sistem, memungkinkan diambilnya langkah yang tepat untuk mengoptimalkan kinerja dan mengadopsi pendekatan terbaik.

Untuk menghitung tingkat kebisingan termal, ada rumus atau persamaan yang relatif mudah. Selain itu, ada kalkulator online untuk memberikan bantuan tambahan.

Perhitungan dan persamaan kebisingan termal dasar.

Derau termal secara efektif merupakan derau putih dan meluas pada spektrum yang sangat luas. Kekuatan noise sebanding dengan bandwidth. Oleh karena itu dimungkinkan untuk menentukan persamaan umum untuk tegangan gangguan dalam bandwidth tertentu seperti di bawah ini:

V.2=4 k Tf1f2R df

Dimana:
V = tegangan RMS terintegrasi antara frekuensi f1 dan f2
R = komponen resistif dari impedansi (atau resistansi) Ω
T = suhu dalam derajat Kelvin
(Kelvin adalah skala nol mutlak sehingga Kelvin = Celsius + 273,16)
f1 & f2 = batas bawah dan atas dari bandwidth yang dibutuhkan

Untuk kebanyakan kasus komponen resistif dari impedansi akan tetap konstan selama bandwidth yang dibutuhkan. Oleh karena itu, persamaan noise termal dapat disederhanakan menjadi:

Dimana:
B = bandwidth dalam Hz

Perhitungan kebisingan termal untuk suhu kamar

Dimungkinkan untuk menghitung tingkat kebisingan termal untuk suhu ruangan, 20 ° C atau 290 ° K. Ini paling sering dihitung untuk bandwidth 1 Hz karena mudah untuk diskalakan dari sini karena daya noise sebanding dengan bandwidth. Impedansi paling umum adalah 50 Ω.

V.=4 (1.3803 10-23) 290   50   1

V.=0.9 nV.

Perhitungan daya kebisingan termal

Sementara kalkulasi kebisingan termal di atas dinyatakan dalam voltase, seringkali lebih berguna untuk menyatakan derau termal dalam istilah tingkat daya.

Untuk memodelkan ini perlu dipertimbangkan resistor berisik sebagai resistor yang ideal, R dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan gangguan dan dihubungkan ke beban yang sesuai.

P.=V.24R

P.=(4 k T B R)24 R

P.=k T B

Catatan: dapat dilihat bahwa daya noise tidak tergantung pada resistansi, hanya pada bandwidth.

Angka ini kemudian biasanya dinyatakan dalam dBm.

Kebisingan termal dalam sistem 50 Ω pada suhu kamar adalah -174 dBm / Hz.

Maka mudah untuk menghubungkan ini dengan bandwidth lain: karena level daya sebanding dengan bandwidth, dua kali level bandwidth memberikan dua kali level daya (+ 3dB), dan sepuluh kali bandwidth memberikan sepuluh kali level daya (+ 10dB) .

Kalkulator kebisingan termal

Perhitungan kebisingan termal di bawah ini memberikan metode yang mudah untuk menentukan berbagai nilai kebisingan termal yang mungkin diperlukan.



Kebisingan Termal Dihitung untuk Bandwidth Umum

Tabel di bawah ini menyediakan kalkulasi lantai kebisingan termal untuk berbagai bandwidth umum dan aplikasi umum.


Bandwidth dan Tenaga Thermal Noise
Bandwidth
(Δf) Hz
Daya Kebisingan Termal
dBm
1-174
10-164
100-154
1k-144
10k-134
100rb-124
200k (Saluran GSM 2G)-121
1 jt (Saluran Bluetooth)-114
5 jt (Saluran 3G UMTS)-107
10 jt-104
20 jt (Saluran Wi-Fi)-101

Nilai daya derau termal ini mudah dihitung dari kalkulator atau rumus online, tetapi tabel menyediakan referensi praktis.


Tonton videonya: Four Stroke Engine How it Works (Oktober 2021).