Capítulo 2. Teoría sobre el ruido e interferencias

Transcripción

1 5 Capítulo Teoría sobre el rudo e nterferencas Cualquer sstema eléctrco o electrónco, por la naturaleza propa de los dspostvos que lo conforman, genera o recbe señales ndeseadas que restrngen su óptma performance. stas señales contamnan la señal deseada en forma, generalmente, de rudo e nterferencas. stos ocasonan restrccones en los sstemas electróncos de precsón especalmente de aquellos que trabajan con radofrecuencas. Por supuesto los sstemas de radar no están exentos de los rudos e nterferencas.. Contamnacón de la señal Las señales no deseadas (o contamnantes) pueden ser tanto de fuentes nternas como externas y logran ntroducrse al sstema, contamnándolo. Las fuentes nternas usualmente están presentes de un modo u otro, exsta señal o no, y no camban abruptamente al menos que suceda algo extraño dentro del equpo o en las nterconexones. Las fuentes externas logran ntroducrse al sstema de dos maneras, una es a través de la antena y la otra es a través de la potenca de entrada. Las señales no deseadas pueden estar presentes todas las veces y éstas pueden ocurrr momentáneamente, ntermtentemente o peródcamente. Cuando se trata de elmnar las señales no deseadas es mportante conocer s están entrando al sstema de fuentes externas o s están presentes sn cualquer nfluenca externa. Durante la transmsón ocurren certos efectos no deseados que afectan drectamente la caldad de la señal. l menos perjudcal es la atenuacón, el cual reduce la ntensdad de la señal; otros más seros son la dstorsón, la nterferenca y el rudo, los cuales se

2 6 manfestan como alteracones de la forma de la señal. Al ntroducrse estas contamnacones al sstema, es una práctca común y convenente mputárselas, pues el transmsor y el receptor son consderados deales. n térmnos generales, cualquer perturbacón no ntenconal de la señal se puede clasfcar como rudo, y algunas veces es dfícl dstngur las dferentes causas que orgnan una señal contamnada. xsten buenas razones y bases para separar estos tres efectos, de la manera sguente: dstorsón, nterferenca y rudo... Dstorsón s la alteracón de la forma de la señal deseada debda a la respuesta mperfecta del sstema a ella msma. A dferenca del rudo y la nterferenca, la dstorsón desaparece cuando la señal deja de aplcarse.... Adaptacón La caldad de la señal de rado frecuenca puede verse afectada según el tpo de adaptacón que exsta, ya que una mala adaptacón será la causante de que se orgne dstorsón. La adaptacón se refere a la capacdad de la antena de adaptarse a su crcuto de entrada en el receptor. Para obtener una transferenca óptma de la señal entre el receptor y la antena, las mpedancas de ésta y de la línea de almentacón deben ser aproxmadamente guales a la mpedanca de entrada en el receptor, ya que cuando la adaptacón no es óptma ocurren pérddas porque la señal resulta reflejada a la entrada. Sn embargo, en la mayoría de los casos la mpedanca de entrada del receptor no aparece especfcada y hay que encontrar por tanteo la transferenca óptma de la señal. Pese a todo, certa falta de adaptacón es admsble y las mpedancas de entrada del receptor no suelen ser muy crítcas. Podemos defnr el coefcente de reflexón de la línea Γ como: Z Z L Γ = (.) Z L + Z donde: Z L es la mpedanca de la carga (o de la antena) Z es la mpedanca de la línea Dependendo del valor de Γ podemos tener una dea del tpo de adaptacón que exste en la línea. l valor máxmo de Γ es + y se da cuando Z es gual a cero y su valor mínmo es y se da en el caso en que Z L sea gual a cero. Pero el caso óptmo se dará cuando Γ sea gual a cero, ya que esto ndcaría que tanto que la mpedanca de línea como la de la carga son guales y por tanto exste una adaptacón perfecta. Otro factor mportante es la Relacón de Onda staconara, RO o SWR por sus sglas en nglés (Standng Wave Rato): Davd K. Cheng, "Fundamentos de electromagnetsmo para ngenería"

3 7 + Γ SWR = (.) Γ Con él tambén es posble tener una dea del tpo de adaptacón exstente en la línea. l factor SWR varía desde cero hasta nfnto, sendo su valor óptmo +... Interferenca s la contamnacón por señales extrañas con formas smlares a la de la señal orgnal y cuyo orgen es generalmente artfcal. ste problema es partcularmente común en emsones de rado, donde pueden ser captadas dos o más señales smultáneamente por el receptor. La solucón al problema de la nterferenca es obva; elmnar en una u otra forma la señal nterferente o su fuente. n este caso es posble una solucón perfecta, s ben no sempre práctca. Podemos tambén defnr a la nterferenca como el efecto no deseado del rudo. S un voltaje de rudo causa que un crcuto opere de manera napropada, eso es nterferenca. l rudo no puede ser elmnado pero sólo se puede reducr en magntud, hasta que no cause más nterferenca.... Fuentes de nterferenca La nterferenca báscamente es producda por el hombre pero tambén exsten otras fuentes como las condcones atmosfércas y el clma. La más mportante fuente natural son los rayos, ya que son descargas eléctrcas muy altas pero de muy corta duracón. A contnuacón se menconan algunos ejemplos de fuentes de nterferenca: Sstema de encenddo de vehículos Motores eléctrcos, líneas de alta tensón Luces de neón y fluorescentes Computadoras Otros tpos de transmsón, tales como la rado amateur, CB (Banda Cvl), rado de la polcía y otros servcos públcos, nclusve otras estacones de FM o TV. Generalmente las fuentes que rradan señales peródcas e ntermtentes son llamadas fuentes de mpulso. Algunos ejemplos son los nterruptores eléctrcos, las luces de neón, el sstema de encenddo del automóvl, los rayos, etc. Los mpulsos son de corta duracón (mcrosegundos) y frecuentemente tenen ampltudes más grandes que la señal que está sendo recbda. La nterferenca puede ser rradada como nterferenca electromagnétca (MI), o conducda sobre las líneas eléctrcas, en el caso de los equpos con almentacón de corrente alterna (AC). xste otro tpo de nterferenca como la nterferenca de canales adyacentes que es muy común en áreas metropoltanas donde las estacones (de AM o FM por ejemplo) son asgnadas en frecuencas muy cercanas una de la otra. n esas áreas donde la congestón

4 8 de canales exste, los efectos pueden ser mnmzados (s las estacones están en dferentes dreccones) usando un rotor para orentar la antena para la mínma nterferenca...3 Rudo Por rudo se debe de entender las señales aleatoras e mpredecbles de tpo eléctrco orgnadas en forma natural dentro o fuera del sstema. Cuando estas señales se agregan a la señal portadora de la nformacón, ésta puede quedar en gran parte oculta o elmnada totalmente. Por supuesto que podemos decr lo msmo en relacón a la nterferenca y a la dstorsón; y en cuanto al rudo éste no puede ser elmnado nunca completamente, n aún en teoría. Tambén podemos denomnar rudo a cualquer señal eléctrca en un crcuto, con excepcón de la señal deseada. sta defncón no se aplca a la dstorsón producda en un crcuto debdo a las no lnealdades. Aunque esta dstorsón puede ser no deseada, no se consdera rudo a menos que se acople con otra parte del crcuto. Por tanto una señal deseada en una parte del crcuto es consderada rudo solo s se acopla a alguna otra parte del crcuto...3. Tpos de rudo xsten numerosos tpos de rudo conocdos, algunos tenen su orgen en la msma naturaleza y otros son hechos por el hombre; ncluso exsten algunos tpos que pueden ser fáclmente elmnados o fltrados pero en cambo hay otros que son mposbles de elmnar y sempre estarán presentes a pesar de los esfuerzos que se hagan. a) Rudo atmosférco ste tpo de rudo es debdo prncpalmente a las descargas atmosfércas que se propagan en todas las dreccones por reflexón onosférca y es producdo mayormente por descargas eléctrcas en tormentas. l nvel del rudo varía nversamente con la frecuenca, sendo mayor en las frecuencas más bajas y menor en las frecuencas más altas, pero además depende tambén del momento del día, del clma, de la estacón del año y de la ubcacón geográfca. Sujeto a varacones debdo a las áreas de tormenta locales, el rudo generalmente dsmnuye con el aumento de la lattud sobre la superfce del planeta. l rudo es partcularmente severo durante las estacones lluvosas en certas áreas tropcales como el Carbe, las Indas Orentales, Áfrca ecuatoral, el norte de Inda, etc. l rudo atmosférco es la prncpal lmtacón del servco de rado a bajas frecuencas. stá presente en toda la banda de radodfusón AM y éste no puede ser elmnado con el amplfcador y el dseño de la antena. l rudo atmosférco decrece bastante en frecuencas de TV y FM, y en frecuencas superores a 3 MHz, el rudo cae a nveles generalmente nferores que el rudo propo del receptor.

5 9 La ampltud pco del rudo atmosférco usualmente puede ser asumda como proporconal a la raíz cuadrada del ancho de banda del receptor. b) Rudo galáctco stá orgnado por dsturbos o perturbacones que se producen fuera de la atmósfera terrestre. Las fuentes prmaras de tales rudos son el sol y un gran número de estrellas de rado dstrbudas prncpalmente en el plano galáctco. ste tpo de rudo tene su base en la teoría de la emtanca radante de los cuerpos dada por la Ley de la emtanca espectral de Planck: donde: b λt ( a λ )( e ) πhc 5 M ( λ,t ) = = 5 (.3) ch kλt λ e T = Temperatura (Kelvn) h = Constante de Planck = 6.66 x -34 J.s k = Constante de Boltzmann = x -3 J/K a = π hc = x -6 J.m /s b = ch k =.4397 x - m.k l rudo galáctco es bloqueado consderablemente por el rudo atmosférco a frecuencas nferores a MHz aproxmadamente. Plano Galáctco: s el rudo cósmco desde el plano galáctco en la dreccón del centro de la galaxa. Sol tranqulo: Rudo provenente del sol tranqulo ; es decr, rudo solar en los momentos en los que no exste o exste poca actvdad solar. Sol perturbado: Rudo provenente del sol perturbado. l térmno perturbado se refere a los momentos en que exste actvdad solar. Cassopea: Rudo provenente de una fuente dscreta de rudo cósmco de alta ntensdad conocda como Cassopea. sta es una de las centos de fuentes dscretas conocdas, cada una de ellas subtende un ángulo sobre la superfce de la terra de menos de 3 mnutos de ángulo. n la fgura. podemos aprecar el valor de la Señal a Rudo (SNR) en decbeles para dferentes alturas de la señal recbda por el radar atmosférco de la UDP, así como tambén el valor del Rudo (Nose), meddo tambén en decbeles. stas dos gráfcas se generaron después de montorear por dos días (desde el 9 de novembre de 996 a las : UT hasta el de novembre del msmo año a las 3:59 UT) el rudo captado por la antena del radar. Podemos notar que a medda que avanzan las horas el valor del rudo va varando con el tempo y de manera repettva a lo largo de los días. ste comportamento Hallday, Resnck, Krane; "Físca Vol. "

6 3 es consecuenca del rudo producdo por el sol, la luna y la galaxa, y se repte día a día de manera smlar. Fgura.. Medda de la Relacón Señal a Rudo (SNR) y del rudo galáctco (Nose) recogdo por la antena del radar c) Rudo térmco y temperatura equvalente de rudo 3 stá producdo por la agtacón térmca de los electrones en las resstencas y está presente en toda la naturaleza. Sólo en condcones de cero absoluto ( K) este movmento de electrones cesaría, por tanto sempre va a exstr y es nevtable. Cuando aumenta la temperatura de un conductor por encma del cero absoluto, el movmento aleatoro de los electrones lbres aumenta y este movmento corresponde a pequeñísmas correntes eléctrcas que se generan dentro del conductor. ste rudo blanco se genera en una ampla banda de frecuencas y la porcón que concde con la banda de paso del sstema del receptor contrbuye a la salda de rudo del sstema. Por tanto, la lmtacón del ancho de banda del sstema tenderá a lmtar el rudo térmco. ste rudo térmco tene lugar en la antena receptora, la línea de almentacón y el propo receptor, sendo el nvel de rudo de la etapa de entrada del receptor partcularmente crítco para el funconamento del sstema. l cuadrado del valor efcaz del valor del voltaje del rudo térmco está dado por: = 4RkT f (.3) 3 Wllam L. Orr, "Rado Handbook".

7 3 donde R = componente resstva en ohmnos de una mpedanca Z k = constante de Boltzmann (.38 X -3 joules grado Kelvn) T = temperatura absoluta en grados Kelvn f = ancho de banda en Hertz = voltaje efcaz del rudo La ecuacón.3 asume que el rudo térmco tene una dstrbucón unforme de potenca a través del ancho de banda f. n el caso en que dos mpedancas Z y Z con elementos resstvos R y R estén en sere a la msma temperatura, el cuadrado del voltaje efcaz resultante será la suma de los cuadrados de los voltajes de rudo efcaces generados en Z y Z. = + = 4 ( R + R )kt f (.4) n el caso que las msmas mpedancas Z y Z estén en paralelo a la msma temperatura, la mpedanca resultante Z se calcula como se hace usualmente para crcutos de corrente alterna, y por tanto la componente resstva R de Z puede determnarse. l valor efcaz del voltaje de rudo es el msmo como s fuera una resstenca pura R. La potenca de rudo generada no depende de la composcón del objeto pero sí de su temperatura como hemos vsto anterormente; y ya que ésta es una propedad fundamental, el rudo frecuentemente estará defndo por su temperatura equvalente de rudo la cual puede darse tanto en grados Kelvn como en decbeles. A contnuacón se presenta una fórmula para convertr grados Kelvn a decbeles. donde T = temperatura equvalente de rudo en decbeles (db) K = temperatura en grados Kelvn (K) T( db ) = log ( + K ) (.5) La temperatura del are alrededor de nosotros es aproxmadamente 3 K (7 C), y la temperatura del sol es muy alta (alrededor de 5,7 K). s posble construr un amplfcador cuya temperatura equvalente de rudo esté por debajo de su actual temperatura, para agregar así el menor rudo posble al receptor. d) Rudo hecho por el hombre 4 Tende a dsmnur cuando aumenta la frecuenca, aunque puede ser máxmo en algunas frecuencas, dependendo de las característcas eléctrcas de la fuente de rudo. Puede ser orgnado por utenslos eléctrcos de todas las clases, tales como receptores de televsón, sstemas de encenddo de automóvles, motores eléctrcos, daterma, generadores ndustrales de calefaccón e ncluso por fugas en líneas de alta tensón. La ntensdad de 4 Internatonal Telephone and Telegraph Corporaton, "Reference Data for Rado ngneers".

8 3 campo debdo a estas fuentes es muy grande en poblacones de alta densdad y en zonas ndustrales. Se propaga por transmsón drecta en las líneas de energía y por radacón, nduccón y algunas veces por reflexón onosférca. La naturaleza del rudo hecho por el hombre es tan varable que dfculta poder formular una regla smple para convertr las meddas de un receptor de KHz de ancho de banda a otros valores de ancho de banda. Por ejemplo, la ampltud de la ntensdad del campo rradado por un dspostvo datérmco será la msma en un receptor de o KHz de ancho de banda. Recíprocamente, el valor pco de la ntensdad de campo del rudo debda al arranque de un automóvl será consderablemente mayor con un ancho de banda de que con una de KHz. De acuerdo a la mejor nformacón dsponble, el pco de la ntensdad de campo del rudo hecho por el hombre (excepto daterma y otros rudos de banda ancha) ncrementa a medda que el ancho de banda del receptor es ncrementado. e) Rudo Impulsvo s el rudo ocasonado por agentes ajenos a la línea de transmsón. Por ejemplo, un fenómeno meteorológco, el rayo. s de corta duracón y de gran ampltud. No debemos confundrlo con el rudo atmosférco que tambén es ocasonado por agentes externos pero que tene una duracón prolongada. f) Dafonía Aparece a partr del hecho físco de que al crcular una corrente eléctrca por un conductor se genera un campo magnétco en torno al msmo y s cerca de este conductor se encuentra un segundo conductor que tambén está transmtendo, el campo magnétco generado por el prmero se superpone con el segundo. Un ejemplo claro de esto es cuando hablamos por teléfono y se oye a otra persona. La forma de evtar este tpo de rudo es o ben, apantallando los cables o entrelazando unos cables con otros. g) Intermodulacón ste rudo está relaconado con el comportamento no lneal del medo de transmsón y consste en la aparcón de frecuencas que son suma o dferencas de la señal que se transmte. h) co Consste en la aparcón de una señal no deseada de las msmas característcas pero atenuada y retrasada en el tempo respecto de ésta. ) Rudo de línea l térmno rudo de línea se refere a fluctuacones aleatoras, es decr mpulsos eléctrcos que son conducdos junto con la corrente alterna normal. Cuando se encenden las luces fluorescentes, un refrgerador, una mpresora láser, se trabaja cerca de una estacón de rado, se usa un generador de energía eléctrca o sencllamente se trabaja durante una tormenta eléctrca, es posble que se ntroduzca rudo de línea en los sstemas.

9 33 La nterferenca de rudo de línea puede producr muchos síntomas dferentes, dependendo de cada stuacón en partcular, por ejemplo el rudo puede ntroducr varacones y errores en los programas y archvos ya que los componentes de las undades de dsco duro pueden dañarse. Los televsores y montores de computadora pueden mostrar la nterferenca como estátca o neve y los sstemas de audo pueden expermentar mayores nveles de dstorsón. j) Rudo de Choque (Shot Nose) Los dodos (lmtados por su temperatura de trabajo), los cuales vrtualmente ncluyen a todos los semconductores, generan rudo de choque cuando a través de ellos se conduce una corrente eléctrca la cual se transmte en forma de partículas dscretas (electrones). l rudo resultante se orgna debdo a los mpulsos generados por el paso de cada partícula a través de los semconductores, por tanto podemos decr que este tpo de rudo es proporconal a la corrente. Cuando no exste un flujo de corrente (corrente gual a cero) el rudo de choque desaparece y el únco rudo presente será el rudo térmco.. Camno típco del rudo Para producr un problema de rudo son necesaros tres elementos. Prmero, debe exstr una fuente de rudo ; segundo, debe exstr un crcuto receptor que sea susceptble al rudo; tercero debe exstr un canal acoplador para transmtr el rudo desde la fuente hasta el receptor. l prmer paso para analzar un problema de rudo es defnr el problema. sto se hace determnando cuál es la fuente de rudo, cuál es el receptor y cómo la fuente y el receptor se están acoplando. xsten tres maneras de cortar el camno del rudo: () el rudo puede ser suprmdo en la fuente, () el receptor puede ser hecho nsensble al rudo, o (3) la transmsón de rudo a través del canal acoplador puede ser mnmzada. n algunos casos, las técncas de supresón deben aplcarse no sólo a una sno a dos o ncluso a las tres partes de la trayectora del rudo..3 Métodos de acoplamento del rudo 5.3. Rudo acoplado conductvamente Una de las más obvas, pero a menudo gnorada, manera de acoplar rudo haca un crcuto es a través de un conductor. Un cable que atravesa un ambente rudoso puede recoger rudo y luego conducrlo haca otro crcuto, y eso causa nterferenca. La solucón es evtar que el cable recoja rudo, o elmnar el rudo que transporte el cable desacoplándolo antes de que nterfera con la susceptbldad del crcuto. 5 Mchel Mardguan, "MI Troubleshootng technques"

10 34.3. Acoplamento a través de una mpedanca común ste tpo de acoplamento ocurre cuando las correntes de dos crcutos dferentes fluyen a través de una mpedanca común. La caída de voltaje en esta mpedanca, medda desde cualquera de los dos crcutos, estará nfluencada por la corrente del otro crcuto. Por ejemplo cuando dos crcutos comparten una terra común, el voltaje de terra de cada uno de los crcutos está afectado por la corrente de terra del otro crcuto..3.3 Campos eléctrcos y magnétcos Campos radantes del tpo eléctrco y magnétco proveen otra forma de acoplamento de rudo. Todos los elementos del crcuto, ncluyendo a los conductores, rradan campos electromagnétcos mentras haya flujo de electrones a través de ellos. Además de esta radacón no ntenconal, exste el problema de radacón ntenconal provenente de fuentes como estacones de transmsón y transmsores de radar. Cuando el receptor está ubcado cerca de la fuente (campo cercano), los campos eléctrcos y magnétcos se consderan separadamente. Cuando el receptor está ubcado lejos de la fuente (campo lejano), la radacón se consdera de manera combnada como radacón eléctrca y magnétca o radacón electromagnétca..4 Relacón Señal a Rudo La potenca de la señal recbda por los sstemas de radoeléctrcos compte con el rudo e nterferencas. Una manera de medr la caldad de la señal es medante la relacón señal a rudo. sta relacón es la lmtante del alcance y de la caldad de la señal recbda en los sstemas de comuncacón La Relacón Señal a Rudo o SNR, por sus sglas en nglés, está defnda como: donde: P R es la potenca recbda defnda según la ecuacón del radar. N es la potenca del rudo del sstema en Watts. SNR = P N (.6) Ante la ausenca de contadores electróncos u otros tpos de nterferenca electrónca hecha por el hombre, el rudo asocado con la señal recbda por el radar será debdo a los movmentos aleatoros de orgen térmco de los electrones en la atmósfera y en los equpos del radar. La potenca generada por el movmento de los electrones en los termnales de una resstenca en un ancho de banda de Hz es kt (W/Hz), donde k es la constante de Boltzman s (.38x -3 j/k) y T es la temperatura en Kelvn (K). Por tanto la potenca de rudo sobre un ancho de banda B (Hz) está dada por: R N = ktb (.7) entonces, reemplazando la ecuacón.7 y la ecuacón. en la fórmula de la SNR para radares de retrodspersón (ecuacón.6) obtenemos:

11 35 PG t D σλ L 3 4 4π ) ktbr SNR = (.8) ( Típcamente, la temperatura de rudo T esta dvdda en dos componentes. Una componente es debda a la temperatura de rudo del receptor del radar, mentras que la segunda componente es por el rudo rado atmosférco recogdo por la antena del radar. Receptores de bajo rudo, mantenen una temperatura de rudo del orden de unos centos de grados Kelvn. A muy altas frecuencas (VHF 3 3 MHz), el rudo cósmco puede abarcar desde hasta Kelvn dependendo de la dreccón haca dónde apunte la antena..5 Factor de rudo del receptor 6 s el grado en que se aproxma al receptor perfecto un receptor real que tene el msmo ancho de banda. ste factor queda defndo por la relacón entre la potenca de señal y la potenca de rudo del receptor perfecto dvdda por la msma relacón del receptor en cuestón. l factor de rudo se expresa en decbelos o como relacón de potenca, y cuanto mayor es el factor de rudo, más rudoso es el receptor. l factor de rudo se defne por: donde, F es el factor de rudo del receptor S es la potenca de la señal de la fuente dsponble S es la potenca de la señal dsponble del receptor N es la potenca de rudo del receptor k es la constante de Boltzmann (,38 x -3 Jules por grado K) T es la temperatura absoluta de la fuente de la señal B es el ancho de banda del receptor S ktb F = (.9) S N La cantdad ktb representa la potenca de rudo dsponble de un resstor de valor arbtraro a la temperatura T. Así pues, una señal, ndependentemente de cómo haya sdo generada, tene asocada con ella una mínma cantdad de rudo ( ktb ). S se hace pasar la señal a través de un receptor que la amplfca sn añadr rudo, la relacón entre la potenca de señal y la potenca de rudo en la salda del receptor será la msma que en la entrada y el factor de rudo ( F ) será la undad. S el receptor añade rudo adconal, F será mayor que la undad. l factor de rudo de un buen receptor HF de comuncacones está comprenddo entre 5 y 5 db por debajo de 3 MHz; un factor de rudo mejor que éste es de poca utldad consderando el elevado nvel de rudo atmosférco. n el espectro de VHF los factores de rudo muy bajos son extremadamente útles ya que el nvel externo de rudo es muy bajo. 6 Wllam L. Orr, "Rado Handbook".

12 36 xpresado en decbelos, el factor de rudo de un receptor es: N F = log (.) N donde, N y N son los factores de potenca del rudo en vatos y representan la salda de un receptor real, ( N ) a 9 K (7 ºC), dvddo por la salda de potenca de rudo de un receptor deal ( N ) a la msma temperatura..6 Fgura de rudo 7.6. Medda de rudo para receptores de rado Para receptores estándar de rado, las propedades del rudo están determnadas medante la entrada de banda lateral del rudo equvalente (ens, por las sglas en nglés de equvalent nose sdeband nput). l receptor se conecta como se muestra: Generador de señales estándar C C R Antena artfcal estándar L Antena Terra Salda Receptor de rado bajo prueba Fgura.. Medda de rudo para receptores de rado Los componentes de la antena artfcal (no radante) estándar son: C = mcrofarados C = 4 mcrofarados L = mcrohenros R = 4 ohmnos l ens está defndo por: ( ens ) = m P' P' (.) S n s donde s = valor efcaz sn modular del voltaje portador de entrada 7 Internatonal Telephone and Telegraph Corporaton, Reference Data for Rado ngneers

13 37 m = grado de modulacón de la señal portadora a 4 Hertz P ' s = valor efcaz de la potenca de la señal a la salda cuando la señal ha sdo aplcada. P ' n = valor efcaz de la potenca de rudo a la salda cuando la señal de entrada ha sdo reducda a cero. Se asume que nngún rudo aprecable es transferdo desde el generador de señales haca el receptor, y que m es lo sufcentemente pequeño para que el receptor pueda operar sn dstorsón..6. Fgura de rudo de un receptor Una evaluacón más precsa de la caldad de un receptor se obtene medante su fgura de rudo. Debe estar muy claro que la fgura de rudo solo evalúa la parte lneal del receptor, por ejemplo, hasta el demulador. n R o entrada salda Generador de señales Receptor bajo prueba Indcador calbrado para lectura de potenca r-f Fgura.3. Fgura de rudo de un receptor l equpo usado para la medda de la fgura de rudo se muestra en la fgura.3. La señal de entrada (aplcada al receptor) es remplazada por un generador de señales sn modular con: R = componente resstvo nterno = valor efcaz del voltaje portador con crcuto aberto n = valor efcaz del voltaje de rudo con crcuto aberto; producdo en el generador de señales. Luego n = 4 k T R f ' (.) donde k = constante de Boltzmann =.38 X -3 joules grado Kelvn T = temperatura en grados Kelvn

14 38 f ' = ancho de banda efectvo del receptor (determnado más abajo) S el receptor no ncluye nnguna otra fuente de rudo, la relacón relacón (potenca portadora)/(rudo), medda por el ndcador: n es gual a la n = 4R kt f ' = P N (.3) Las cantdades 4R y kt f ' son llamadas potenca portadora dsponble y potenca de rudo respectvamente. La relacón entre la potenca portadora a la salda y la potenca de rudo, medda en una resstenca R puede ser consderada como la relacón entre la potenca portadora de salda dsponble P y la potenca de rudo dsponble a la salda N. La fgura de rudo F de un receptor está defnda por P N P = F N (.4) F = N N P P = 4k T R : f ' = P : k T f ' (.5) donde P P = gananca dsponble G del receptor P : = potenca dsponble del generador que es necesara para producr una relacón potenca portadora/rudo gual a uno, a la salda del receptor La fgura de rudo se expresa usualmente en decbeles: l ancho de banda efectvo = log F (.6) F db f ' del receptor es f ' = G G f df (.7) donde, G f es la gananca dferencal dsponble. f ' generalmente se aproxma al ancho de banda del receptor entre esos puntos de respuesta que muestran una atenuacón de 3 decbeles con respecto a la frecuenca central.