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Eletricidade

Calculadora de Ruído Térmico e Sensibilidade do Recetor (kTB)

O piso de ruído térmico de um recetor para a sua largura de banda e temperatura, o sinal mais fraco que consegue descodificar a partir do fator de ruído e da relação sinal-ruído exigida, e a tensão de ruído numa resistência.

Resultados

Sensibilidade do recetor (sinal mínimo) -85,0 dBm
Piso de ruído térmico (kTB) -100,96 dBm
Densidade de potência de ruído -173,98 dBm/Hz
Tensão de ruído nessa resistência (eficaz) 4,002 µV
Como varia
Sensibilidade do recetor (sinal mínimo)Largura de banda do recetor 1 – 60. Sensibilidade do recetor (sinal mínimo): -97,9752 → -80,1937Sensibilidade do recetor (sinal mínimo)-100-95-90-85-80102030405060Largura de banda do recetor (MHz)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Cada resistência e cada entrada de recetor tem uma potência de ruído k × T × B, que à temperatura ambiente (290 K) é −174 dBm por cada hertz de largura de banda; por isso um canal de 20 MHz tem um piso perto de −101 dBm antes de o recetor acrescentar o que quer que seja. O fator de ruído diz quanto o recetor é pior do que esse ideal, e a relação sinal-ruído que a modulação exige dá a sensibilidade: piso + FR + SNR. Reduzir a largura de banda a metade baixa o piso 3 dB, e é por isso que as ligações estreitas e lentas chegam tão mais longe.

Fórmula

N = k T B (−174 dBm/Hz a 290 K) · piso de ruído = −174 + 10 log₁₀ B · sensibilidade = piso de ruído + FR + SNR necessária · v_n = √(4 k T R B)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
bwLargura de banda do recetorMHz
nfFator de ruído do recetordB
snRelação sinal-ruído necessária para descodificardB
tTemperatura físicaK
rResistência para a tensão de ruídoΩ
SESensibilidade do recetor (sinal mínimo)dBm
NFPiso de ruído térmico (kTB)dBm
NDDensidade de potência de ruídodBm/Hz
VNTensão de ruído nessa resistência (eficaz)µV

Exemplo resolvido

  • Largura de banda do recetor20 MHz
  • Fator de ruído do recetor6 dB
  • Relação sinal-ruído necessária para descodificar10 dB
  • Temperatura física290 K
  • Resistência para a tensão de ruído50 Ω
  • Sensibilidade do recetor (sinal mínimo)-85,0 dBm
  • Piso de ruído térmico (kTB)-100,96 dBm
  • Densidade de potência de ruído-173,98 dBm/Hz
  • Tensão de ruído nessa resistência (eficaz)4,002 µV

Limitações

  • Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.
  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.