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1 RUÍDOS São sinais elétricos não desejados que interferem num sistema de telecomunicações. Possíveis classificações: Quanto a fonte: Ruído externo: quando a fonte é externa ao sistema de telecomunicações (ex: descargas atmosféricas, rede de energia, circuitos chaveados externos ao sistema de telecomunicações, motores de indução, ) Ruído interno: quando a fonte pertence ao sistema de telecomunicações (ex: amplificadores, cabos, circuitos chaveados, aquecimento dos Cis,...)

2 Quanto ao comportamento em relação ao tempo: Ruído impulsivo: É o ruído que ocorre em manifestações repentinas, constituindo-se em impulsos discretos que interferem no sinal transmitido. Ruído contínuo: Quando o ruído está sempre presente no sistema.

3 Quanto ao comportamento em relação à frequência: Ruído branco: ruído que apresenta componentes em todo o espectro de frequência. P (db) f (Hz) Na prática nenhum ruído apresenta realmente componentes em todo o espectro de frequência. Porém, nos estudos de sistemas de telecomunicações considerase que um ruído é branco quando este apresenta componentes frequências em toda a BW utilizada para transmissão. Ruído colorido: apresenta componentes frequenciais em uma ou algumas frequências. P (db) f (Hz)

4 Requisitos dos sistemas de telecomunicações em relação aos ruídos impulsivos: Este tipo de ruído ocorre aleatoriamente e não está sempre presente no sistema, portanto a qualidade da imunidade de um sistema de telecomunicações a este tipo de ruído é medida tomando como base a quantidade de repetições de ocorrências num determinado intervalo de tempo. (ex: 15 vezes em 1 minuto, 20 vezes em 5 minutos, ) As medições de ruído impulsivo em geral são realizadas considerando a hora de maior movimento do sistema de telecomunicações. Isto é, as medidas são realizadas quando a demanda pelo sistema é maior. Requisitos dos sistemas de telecomunicações em relação ao ruído contínuo: O ruído contínuo está sempre presente, permitindo a medição mais precisa de sua potência, sendo assim os requisitos do sistema são dados em função da definição de uma SNR mínima.

5 Ruído Térmico Jhonson Additive White Gaussian Noise (AWGN) O ruído térmico é produzido pelo aquecimento dos condutores e semicondutores do próprio sistema de telecomunicações. A agitação dos elétrons devido ao aquecimento gera sinais elétricos aleatórios nesses sistemas. O ruído térmico tem uma distribuição de amplitude gaussiana no tempo e o comportamento de um ruído branco no domínio da frequência. A densidade de potência espectral desse ruído é igual em todo o espectro. Curva de probabilidade Gaussiana

6 V(V) t(s) Dp f (Hz)

7 Para cálculo de ruído térmico, potência do ruído, considera-se que este ruído é igual ao produzido por uma fonte de tensão com V igual a: Onde: V = 4KT o BwR i K Constante de Boltzmann = 1, J/K T o Temperatura ambiente em K Bw banda passante Hz Ri resistência interna da fonte Ω Máxima potência do ruído entregue a uma carga: Quando ocorre a máxima dissipação de potência em R L? R: Quando R L = R i Neste caso a potência entregue na carga será: R i ( (4KT o BWR i ) ) 2 N = (R L ) 2 N =KT o BW V = 4KT o BwR Fonte de ruído térmico R L N= (KT o BWR i ) R i

8 Calculamos o ruído térmico de um equipamento considerando: N =KT o BW Para efeito de comparação do nível de ruído térmico gerado por equipamentos adotou-se o valor do ruído medido na temperatura de 290 o K ( 17 o C) indicada pelo símbolo T 0 o : Considerando BW= 1 Hz, o ruído produzido por um equipamento na temperatura T 0 o : N 0 =KT o 0 BW =1, x 290 x 1 N 0 =4,0 x W / Hz N 0 = 204 dbw / Hz

9 Figura de Ruído (F) Expressa a relação entre a SNR na entrada e na saída de um dispositivo (equipamento). F = SNR i SNR out SNR in Dispositivo SNR out

10 Para um amplificador de ganho G temos: P sinal + N in G( P sinal + N in + N d ) G (onde N d ruído gerado pelo dispositivo) F = SNR i SNR out F = P sinal x G x(n i+ N d ) N i (G x P sinal ) F = P sinal N i (G x P sinal ) G x(n i + N d ) F = N i+ N d N i F =1+ N d N i (F adimensional)

11 Temperatura equivalente de Ruído (T R ) Temperatura equivalente de ruído é a temperatura necessária para que o ruído observado num dispositivo seja considerada apenas proveniente do aquecimento dos seus componentes (ruído térmico) F =1+ N d N i N d =( F 1) x N i Como N d = K T R BW ( onde TR é a temperatura equivalente de ruído) e N i = K t o 0 BW Temos: K x T R x BW =(F 1)x K xt 0 o x BW 0 T R =(F 1) x T o T R =(F 1) x 290 (F adimensional)

12 Exercícios 1) Qual o ruído gerado internamente por um amplificador com F = 3 db com ruído de entrada de -35 dbm 2) Considerando um dispositivo com TR = 30 o C determine a sua figura de ruído. 3) Um dispositivo com F= 5 db aumenta em quantas vezes o ruído na saída em relação a entrada de um dispositivo.

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