रव आंकड़ा

रव आंकड़ा (NF) और रव कारक (F) विशेषता के आंकड़े हैं जो संकेत-से-रव अनुपात (SNR) में गिरावट का संकेत देते हैं जो संकेत श्रृंखला (संकेत प्रसंस्करण श्रृंखला) में घटकों के कारण होता है। योग्यता के इन आंकड़ों का उपयोग प्रवर्धक या रेडियो अभिग्राही के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, जिसमें कम मूल्य बेहतर प्रदर्शन का संकेत देते हैं।

रव कारक को मानक रव तापमान T₀ पर निविष्ट समाप्ति में ऊष्मीय रव के कारण उपकरण के प्रक्षेपण रव शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। (सामान्यतः 290 केल्विन)। रव कारक इस प्रकार वास्तविक प्रक्षेपण रव का अनुपात है जो तब बना रहेगा जब उपकरण स्वयं रव का परिचय या निविष्ट एसएनआर का प्रक्षेपण एसएनआर से अनुपात नहीं देता है।

रव कारक और रव आंकड़ा संबंधित हैं, पूर्व में एक इकाई रहित अनुपात और बाद वाला समान अनुपात है लेकिन डेसिबल (डीबी) की इकाइयों में व्यक्त किया गया है।

सामान्य

रव आंकड़ा वास्तविक गृहीता के रव प्रक्षेपण के बीच एक "आदर्श" गृहीता के रव प्रक्षेपण के बीच डेसिबल (डीबी) में अंतर है, जब गृहीता मिलान से जुड़े होते हैं तो उसी समग्र प्रवर्धन (इलेक्ट्रॉनिक्स) और बैंड विस्तार (संकेत प्रोसेसिंग) के साथ मानक रव तापमान टी पर स्रोत₀ (सामान्यतः 290 के)। एक साधारण विद्युत भार से रव की शक्ति kTB के बराबर होती है, जहाँ k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है, T भार का पूर्ण तापमान है (उदाहरण के लिए एक प्रतिरोधक), और B माप बैंड विस्तार है।

यह रव के आंकड़े को स्थलीय प्रणालियों के लिए योग्यता का एक उपयोगी आंकड़ा बनाता है, जहां स्पृशा प्रभावी तापमान सामान्यतः मानक 290 K के पास होता है। इस स्तिथि में, रव के आंकड़े वाला एक गृहीता, 2 डीबी दूसरे से बेहतर कहता है, एक प्रक्षेपण संकेत होगा रव अनुपात के लिए जो अन्य की तुलना में लगभग 2 डीबी बेहतर है। हालांकि, उपग्रह संचार प्रणालियों की स्तिथि में, जहां गृहीता स्पृशा को ठंडे स्थान की ओर इशारा किया जाता है, स्पृशा प्रभावी तापमान प्रायः 290 K से अधिक ठंडा होता है। इन स्तिथियों में गृहीता के रव के आंकड़े में 2 डीबी सुधार के परिणामस्वरूप प्रक्षेपण संकेत और रव अनुपात में 2 डीबी से अधिक सुधार होगा। इस कारण से, उपग्रह-संचार गृहीता और कम-रव प्रवर्धकों को चित्रित करने के लिए प्रभावी निविष्ट रव तापमान का संबंधित आंकड़ा प्रायः रव के आंकड़े के स्थान पर उपयोग किया जाता है।

समकरण प्रणालियों में, प्रक्षेपण रव शक्ति में छवि-आवृत्ति परिवर्तन से अवांछित योगदान सम्मिलित होता है, लेकिन मानक रव तापमान पर निविष्ट समाप्ति में ऊष्मीय रव के कारण होने वाले हिस्से में केवल वही सम्मिलित होता है जोप्रणाली के प्रमुख आवृत्ति परिवर्तन के माध्यम से प्रक्षेपण में दिखाई देता है और उसे बाहर करता है। जो छवि आवृत्ति परिवर्तन के माध्यम से प्रकट होता है।

परिभाषा

रव कारक F प्रणाली के रूप में परिभाषित किया गया है

$F={\frac {\mathrm {SNR} _{\text{i}}}{\mathrm {SNR} _{\text{o}}}}$

जहाँ SNR_i और SNR_o क्रमशः निविष्ट और प्रक्षेपण संकेत-से-रव अनुपात हैं। वह SNR मात्राएँ इकाई रहित शक्ति अनुपात हैं।

रव का आंकड़ा NF डेसिबल (डीबी) की इकाइयों में रव कारक के रूप में परिभाषित किया गया है:

$\mathrm {NF} =10\log _{10}(F)=10\log _{10}\left({\frac {\mathrm {SNR} _{\text{i}}}{\mathrm {SNR} _{\text{o}}}}\right)=\mathrm {SNR} _{\text{i, dB}}-\mathrm {SNR} _{\text{o, dB}}$

जहाँ SNR_i, dB और SNR_o, dB (डीबी) की इकाइयों में हैं।

ये सूत्र केवल तभी मान्य होते हैं जब निविष्ट समाप्ति मानक रव तापमान T₀ = 290 K पर होती है, हालांकि व्यवहार में तापमान में छोटे अंतर मूल्यों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं।

किसी उपकरण का रव कारक उसके रव तापमान T_e से संबंधित होता है: T₀L

$F=1+{\frac {T_{\text{e}}}{T_{0}}}.$

जब उनका भौतिक तापमान T0 के बराबर होता है, तो क्षीणकारी (इलेक्ट्रॉनिक्स) का रव कारक F उनके क्षीणन अनुपात L के बराबर होता है। अधिक सामान्यतः, भौतिक तापमान पर एक क्षीणक T के लिए, रव तापमान T_e = (L − 1)T है, निम्नलिखित रव कारक देता है

$F=1+{\frac {(L-1)T}{T_{0}}}.$

सोपानित उपकरणों का रव कारक

Main article: रव के लिए फ़्रिस सूत्र

यदि कई उपकरणों को सोपानित किया जाता है, तो रव के लिए फ़्रिस सूत्रों के साथ कुल रव कारक पाया जा सकता है:

$F=F_{1}+{\frac {F_{2}-1}{G_{1}}}+{\frac {F_{3}-1}{G_{1}G_{2}}}+{\frac {F_{4}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}}}+\cdots +{\frac {F_{n}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}\cdots G_{n-1}}},$

जहाँ F_n n-वें उपकरण के लिए रव कारक है, और G_n n-वें उपकरण का शक्ति लाभ (रैखिक, डीबी में नहीं) है। एक श्रृंखला में पहला प्रवर्धक सामान्यतः कुल रव के आंकड़े पर सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है क्योंकि निम्न चरणों के रव के आंकड़े चरण लाभ से कम हो जाते हैं। नतीजतन, पहले प्रवर्धक में सामान्यतः कम रव का आंकड़ा होता है, और बाद के चरणों की रव आंकड़ा आवश्यकताओं को सामान्यतः अधिक आराम मिलता है।

अतिरिक्त रव के एक समारोह के रूप में रव कारक

File:NoiseFactorDefinition.svg

स्रोत $S_{i}$ शक्ति का संकेत देता है और सत्ता का रव $N_{i}$. संकेत और रव दोनों ही प्व, र्धित हो जाते हैं। हालाँकि, स्रोत से प्रवर्धित रव के अतिरिक्त, प्रवर्धक इसके प्रक्षेपण में $N_{a}$ अतिरिक्त रव जोड़ता है इसलिए, प्रवर्धक के प्रक्षेपण में एसएनआर इसके निविष्ट से कम है।

शोर कारक को अतिरिक्त प्रक्षेपण संदर्भित रव शक्ति $N_{a}$ और प्रवर्धक के शक्ति लब्धि $G$ के एक फलन के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

$F=1+{\frac {N_{a}}{N_{i}G}}$

व्युत्पत्ति

रव कारक की परिभाषा से

$F={\frac {\mathrm {SNR} _{\text{i}}}{\mathrm {SNR} _{\text{o}}}}={\frac {\frac {S_{i}}{N_{i}}}{\frac {S_{o}}{N_{o}}}},$

और एक ऐसी प्रणाली की कल्पना करना जिसमें एक रव एकल चरण प्रवर्धक है। इस प्रवर्धक के संकेत-से-रव अनुपात में इसका अपना प्रक्षेपण संदर्भित रव $N_{a}$ प्रवर्धित संकेत $S_{i}G$ और प्रवर्धित निविष्ट रव $N_{i}G$, सम्मिलित होगा

${\frac {S_{o}}{N_{o}}}={\frac {S_{i}G}{N_{a}+N_{i}G}}$

रव कारक परिभाषा के लिए प्रक्षेपण संकेत-से-रव अनुपात को प्रतिस्थापित करना,

$F=\frac{\frac{S_i}{{}_{}}}{}$