Sinyal dan Noise

Sistem komunikasi berbeda-berbeda dalam banyak hal cara, tetapi sistem komunikasi tersebut semua memiliki dua hal yang sama. Dalam setiap sistem komunikasi terdapat sinyal, yang digunakan untuk membawa informasi yang berguna, dan dalam setiap sistem komunikasi terdapat noise, yang memasuki sistem dari berbagai sumber dan degradasi sinyal, yang mengurangi kualitas komunikasi. Menjaga rasio antara sinyal dan suara yang cukup tinggi adalah dasar untuk sejumlah sistem kerja  yang termasuk ke dalam desain sebuah sistem komunikasi. signal-to-noise  rasio ini disingkat S/N dan hampir selalu dinyatakan dalam desibel, adalah spesifikasi penting dari hampir semua sistem komunikasi. Melihat sinyal dan noise secara terpisah.

Modulasi sinyal

Mengingat kebutuhan untuk modulasi sinyal frekuensi tinggi dengan sinyal baseband frekuensi rendah, hal ini berguna untuk melihat persamaan untuk carrier gelombang sinus dan mempertimbangkan aspek apa  yang menyebabkan sinyal dapat bervariasi. Sebuah persamaan umum untuk sebuah gelombang sinus adalah

 e(t) = Ec sin(ωct +θ) 

 dimana
e ( t ) = tegangan sesaat sebagai fungsi waktu
Ec = tegangan puncak dari gelombang carrier
ωct = frekuensi carrier dalam radian per detik
t = waktu dalam detik θ= sudut fase dalam radian 

Hal yang umum  adalah menggunakan radian dan radian per detik, bukan derajat dan hertz, dalam persamaan berhubungan dengan modulasi, karena hal itu membuat dalam matematika yang sederhana. Tentu saja, peralatan praktis menggunakan hertz untuk indikasi frekuensi. Konversi mudah. PErlu diingat dari teori dasar ac.

 ω= 2πƒ 
Dimana
ω= frekuensi dalam radian per detik
Æ’ = frekuensidalam satuan hertz 

Jika melihat Persamaan ( 1) menunjukkan kepada kita bahwa hanya ada tiga parameter dari gelombang sinus yang dapat bervariasi: dengan Ec amplitudo, frekuensi ω , dan sudut fase  θ. Hal ini juga dimungkinkan untuk mengubah lebih dari satu parameter-parameter ini secara bersamaan, misalnya, dalam komunikasi digital yang umum untuk bervariasi baik amplitudo dan fase dari sinyal.

Begitu memutuskan untuk bervariasi, atau memodulasi, gelombang sinus, itu menjadi bentuk gelombang yang kompleks. Ini berarti bahwa sinyal akan ada pada lebih dari satu frekuensi, yaitu, ia akan menempati bandwidth.

Noise

Hal ini tidak cukup untuk mengirimkan sinyal dari pemancar ke penerima jika noise yang menyertainya cukup kuat yang dapat membuat susah dipahami. Semua sistem elektronik dipengaruhi oleh noise, yang memiliki banyak sumber. Komponen yang paling penting adalah thermal noise, yang diciptakan oleh gerakan acak dari molekul yang terjadi pada semua bahan pada setiap suhu di atas nol mutlak (0K atau -273° C). Noise dan rasio antara sinyal dan kekuatan suara (S/N) .Kekuatan suara termal sebanding dengan bandwidth dimana sistem beroperasi. Persamaan ini sangat sederhana

 PN = kTB 

Dimana:
PN = noise daya dalam watt
k = konstanta Boltzmann, 1,38 × 10-23 joule / Kelvin ( J / K )
T = temperatur dalam kelvin
B = daya noise bandwidth di hertz 

Perhatikan terulangnya bandwidth yang panjang. Di sini mengacu pada rentang frekuensi di mana noise diamati. Jika memiliki sistem dengan bandwidth tak terbatas, secara teoritis kekuatan suara akan terbatas. Tentu saja, sistem nyata tidak pernah memiliki bandwidth terbatas.

Pertama, kelvin sama dengan derajat Celsius dalam ukuran; hanya titik nol pada skala berbeda. Oleh karena itu, mengkonversi antara derajat Celcius dan kelvin.

 T(K) = T(°C) + 273 

dimana
T ( K ) = temperatur absolut dalam kelvin
T (° C ) = suhu dalam derajat Celcius 

Juga, terminologi resmi adalah ” derajat celcius ” atau ° C, sedangkan ” kelvin ” atau K.

Signal-to-Noise Ratio

Mempertahankan rasio daya sinyal yang memadai untuk daya suara sangat penting untuk setiap sistem komunikasi, meskipun definisi yang tepat dari ” memadai” sangat bervariasi. Jelas ada dua cara dasar untuk meningkatkan S/N: peningkatan kekuatan sinyal atau mengurangi kekuatan suara. Meningkatkan kekuatan sinyal melampaui titik tertentu dapat menyebabkan masalah, terutama bila portabel, perangkat bertenaga baterai yang bersangkutan. Mengurangi daya suara membutuhkan pembatasan bandwidth dan jika mungkin, mengurangi suhu noise dari suatu sistem. Bandwidth sistem harus cukup besar untuk mengakomodasi bandwidth sinyal, tetapi harus tidak lebih besar dari itu. Beberapa skema modulasi yang lebih efisien daripada yang lain pada transmisi informasi dengan daya yang diberikan dan bandwidth.

Noise Figure dan Noise Temperature

Noise Temperature dari suatu sistem yang kompleks belum tentu sama dengan suhu operasi yang sebenarnya, tapi mungkin lebih tinggi atau lebih rendah. Noise Temperature untuk sistem elektronik sering ditemukan dengan cara noise figure, jadi mari kita melihat sebentar pada spesifikasi itu.

 NF = (SN)i/ (SN)o 

Dimana 
(SN)i = sinyal-to - noise rasio pada masukan 
(SN)o  = sinyal-to - noise rasio pada output 

Semua di atas dinyatakan sebagai rasio daya, bukan dalam desibel. Bila perangkat memiliki beberapa tahap, setiap tahap mengkontribusi noise, namun tahap pertama adalah yang paling penting karena ada noise dimasukkan diperkuat oleh semua tahap lainnya. Persamaan yang mengungkapkan ini

 NFT = NF1 + ( NF2 - 1/A1) + (NF3 - 1/ A1 A2) + …. 

Dimana
NFT = noise figure total sistem
NF1 =  bentuk noise pada tahap pertama
NF2 = bentuk noise pada tahap kedua
A1 = gain dari tahap pertama
A2 = gain dari tahap kedua 

Sekali lagi, semua ini adalah rasio, bukan dalam desibel. Noise figure untuk sistem ini biasanya ditentukan dalam dB dengan cara biasa

 NF(dB) = 10 log NF 

Konversi angka kebisingan suhu kebisingan cukup mudah

 Teq = 290(NF − 1) 

Dimana
Teq  = suhu kebisingan setara dalam kelvin
NF = noise figure sebagai rasio (bukan dalam dB ) 

noise temperature karena peralatan harus ditambahkan ke noise temperature yang disumbangkan oleh antena dan saluran transmisi untuk menemukan noise temperature sistem total. Dapat dilihat bagaimana yang dilakukan setelah kita telah melihat penerima, antena, dan jalur transmisi secara terpisah.

This entry was posted in Telekomunikasi, Tutorial and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s