Note di communicazioni elettriche

Note di communicazioni elettriche

Descriviamo la natura e le fonti del processo di rumore sempre presente negli apparati di telecomunicazione, e di come questo sia tenuto in considerazione nel progetto degli stessi, in quanto il rumore è il principale elemento degradante di un sistema.

INTRODUZIONE ALLE COMUNICAZIONI
La statistica del rumore termico è rappresentabile con ottima approssimazione come un processo di rumore bianco, in quanto valore medio nullo, ergodico1 e stazionario. Il suo valore \rms" (root mean square), ossia la sua deviazione standard, su una banda B è dato da:

 

 

Accade allora che un bipolo passivo equivale allo stesso bipolo non rumoroso (a temperatura zero assoluto), con in serie un generatore di rumore con densità di potenza di tensione pari a Pv(f)=2kTR. Allo stesso modo si può de finire quella di corrente Pi(f)=2kT/R.
In realtà, la densità spettrale a noi utile è quella della potenza e, dato che lavoriamo su circuiti adattati, con un carico pari all’impedenza di ingresso, la potenza efficace e la sua densità spettrale si ricavano in questo modo:

 

 

Questa de finizione è e effettivamente una potenza assoluta, anche dal punto di vista dimensionale, e possiede quindi un signi cato fi sico. Oltre a non dipendere dalla resistenza, possiamo notare che la potenza cosi de finita in uscita da un fi ltro con banda B è di nuovo una potenza disponibile: kT/2 * 2B = kTB

Rumore termico per sorgenti
E’ possibile caratterizzare anche le sorgenti dal punto di vista del rumore. Una sorgente con una resistenza interna R genererà una quantità di rumore che può essere anche non termico. Pertanto, dal punti di vista sistemistico si introduce la temperatura equivalente di rumore come: Teq = Pd|in B/kB.

Questo Teq è la temperatura della resistenza se la sorgente è costituita da una sola resistenza. In caso diverso, con anche una sorgente di segnale, la temperatura equivalente sarà anche superiore, in quanto viene introdotto ulteriore rumore. Per una sorgente generica essa può NON essere la temperatura ambiente: spesso è superiore quando contiene componenti attivi o minore se è un’antenna.

Doppi bipoli
I doppi bipoli lineari, quali gli amplifi catori e gli attenuatori, si identi ficano per il guadagno, per il rumore associato. Il suddetto guadagno è de nito disponibile, ossia il guadagno di potenza nella condizione di adattamento ed è, in generale, espresso come rapporto tra le densità spettrali di potenza di segnale in ingresso e in uscita (senza considerare l’eff etto di rumore).
Per classi care il doppio bipolo dal punto di vista del rumore introdotto si procede ad un esperimento ideale confrontando le potenze di rumore all’uscita del doppio bipolo ideale (che non introduce rumore, ma ampli ca il rumore introdotto) e il doppio bipolo reale.

Sistemi via etere
Nei sistemi di propagazione via etere sono fondamentali le antenne di trasmissione e di ricezione, nonché il materiale di propagazione. La potenza ricevuta dipende da:

    – la potenza trasmessa P
    – la distanza tra le antenne R
    – la caratteristica delle antenne
    – la frequenza di trasmissione

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