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Forum: HF, Funk und Felder LNB's mit <0,2dB Rauschmaß wirklich möglich?


Autor: JensG (Gast)
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Hi,
was haltet ihr von LNB's (für Satelliten-Fernsehen), die mit so um die 
0,2 dB Rauschmaß (oder vielleicht noch besser?) daher kommen, und seit 
ein paar Jahren inzwischen üblich geworden sind? Sind die Dinger 
wirklich so gut? Oder sind das eher getürkte Werte, die nur unter 
speziellen Meßbedingungen erreicht werden, und für die Praxis dann 
möglicherweise irrelevant sind?
Ich frage deshalb, weil solche Transistoren meines Wissen wohl kaum 
existieren , daß man solch niedrige Rauschmaße erreichen könnte - oder?

Autor: 6639 (Gast)
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Mir faellt auf, dass alle Bauteile, die sich Lownoise, resp Ultalownoise 
nennen, extrem hohe Bandbreiten haben. Daher sind sie nicht wirklich 
Lownoise, denn durch die Bandbreite kommen ansehnliche Noisespannungen 
zusammen. Die Werte sind natuerlich mit Rahmenbedingungen versehen. Die 
sind aber zum Problem passend.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich fürchte, das sind genauso "gefühlte" Messwerte wie die Gewinnangaben 
bei Antennen.
Mich wundert schon, wie man diese Zehntels dB noch messen kann. Agilent 
- Application note Noise Figure Measurement Accuracy – The Y-Factor 
Method:
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-3706E.pdf
"For high quality noise sources this uncertainty is about ±0.1dB, which 
is adequate for most purposes."

Autor: Martin L. (Gast)
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Man kann solche Rauschzahlen schon erreichen. Aber man muss wirklich 
schlimm aufpassen. Schon der Koppelkondensator kann 0.2dB kosten. D.h. 
das ganze Anpassnetzwerk (für die Rauschanpassung) muss extrem 
verlustarm sein. Mit Mikrostreifenleiter auf einem guten Substrat geht 
das aber. Die Transistoren sind wirklich richtig gut. Gerade die pHEMTs.
Und wenn ein Transistor nicht ausreicht schaltet man ein paar Paralell - 
ob die Verluste in den Anpassnetzwerken dann aber nicht höher werden als 
man durch die Paralellschaltung gewinnt? (Oder man nimmt halt sehr gut 
gematchte und schaltet sie wirklich direkt paralell.)
Die Frage ob man tatasächlich so niedrige Rauschzahlen braucht stellt 
sich aber natürlich immer noch. Sieht man einen Unterschied von 0.8dB im 
SNR oder machen die 0.8dB nun wirklich den Unterschied zwischen "geht" 
und "geht nicht" bei digitaler Übertragung? (Und 1dB NF kann man gut auf 
Anhieb erreichen. Ich habe es selber auf Anhieb auf 0.6dB geschafft - 
ohne HIGH-Q Kondensatoren und mit SMD-Spulen.)

Da auch der Satellitendownlink vom Linkbudget für "normale" 
Empfangsanlagen geplant ist macht es dort IMHO wirklich keinen Sinn. Was 
anderes ist es bei (physikalischen) Messgeräten wo man wirklich einen 
Informationsgewinn hat wenn das Rasuschen geringer wird. Da kann man 
dann aber auch mit Stickstoff kühlen oder parametrische Verstärker 
benutzen.

[6639]
> Mir faellt auf, dass alle Bauteile, die sich Lownoise, resp Ultalownoise
> nennen, extrem hohe Bandbreiten haben. Daher sind sie nicht wirklich
> Lownoise, denn durch die Bandbreite kommen ansehnliche Noisespannungen
> zusammen.

Entweder man braucht die hohe Bandbreite - dann muss man die 
Rauschleistung aus dem thermischen Rauschen sowieso im Kauf nehmen - 
oder man filtert nach dem Verstärker frequenzselektiv. Dann hat man auch 
das Rauschen aus dem uninteressanten Frequenzbereich entfernt. Wo ist 
also Dein Problem? Einen Vorteil von rauscharmen Verstärkern hat man in 
beiden Fällen.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: JensG (Gast)
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@ Martin L.
Du sagst, es geht, z.B. mit Parallelschaltung - ok, ist klar. Aber 
machen die das wirlich? Ich meine, die LNB's sind ja wirklich manchmal 
spottbillig - sollten die da wirklich diesen Aufwand treiben (habe 
leider keinen solchen LNB - kann also auch keinen mal so nebenbei 
"schlachten").

Ansosnten schonmal Danke für Eure Antworten.

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Hallo, allerseits,

bekanntlich erzeugt auch jeder "ideale" ohmsche Widerstand bei 
Temperaturen > 0 Kelvin eine Rauschleistung,
proportional zum betrachteten Frequenzbereich (f2-f1), zur
absoluten Betriebstemperatur T und natürlich zum Widerstanswert R.
[ Die Rauschspannung ist der Wurzel von (f2-f1)*T*R proportional ].

Das Rauschmass ( z.B. ) einer Verstärkeranordnung gibt nun das Mass der 
Rauschleistung an, die zusätzlich zu dieser, physikalisch 
unvermeidlichen
gegebenen, generiert wird.

Dieses Rauschmass, zweckmässig in "dB" angegeben, besagt dann z.B. bei:

0,0 dB :  idealer Widerstand
0,2 dB :  Rauschleistung 1,05-mal so gross wie beim idealen Widerstand
3,0 dB :  Rauschleistung 2-mal so gross wie beim idealen Widerstand.

Diese Angabe macht natürlich nur Sinn bei vorab festgelegter Bandbreite
( und Betriebstemperatur !).

Die Aussage "das Bauteil hat eine grosse Bandbreite, also eine grosse
Rauschleistung" ist trivial; Kriterium ist hingegen, um wieviel die 
Rauschleistung über diese Bandbreite gemessen, grösser als beim
Widerstand ist.

Ein Wert von 0,2dB für LNB's halte ich für sehr optimistisch.

Gruss

Autor: Randy (Gast)
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> was haltet ihr von LNB's (für Satelliten-Fernsehen), die mit so um die
> 0,2 dB Rauschmaß (oder vielleicht noch besser?) daher kommen, und seit

Man muß drauf achten auf welche Bezugstemperatur sich die Rauschzahl 
bezieht. Meißtens sind das 290 oder 300K (Raumtemperatur). Manche 
Datenblätter werben vorne mit einer niedirgen Rauschzahl - im 
Kleingedruckten steht dann allerdings dass sich das auf eine 
Rauschtemperatur von z.B. 100 Kelvin bezieht. Physikalisch ist das 
korrekt, aber die Rauschzahl kann man dann nicht mehr direkt mit den 
Zahlen für 300K Referenztemp. vergleichen. Also aufs Kleinderuckte 
achten!

Randy

Autor: JensG (Gast)
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das Problem ist aber dabei, daß man selbst das Kleingedruckte kaum zu 
Gesicht bekommt (sprich ein Datenblatt)

@ Nicht_neuer_Hase
stimmt das wirklich? 0dB = idealer R? Ich dachte, 0,0dB wäre praktisch 
ein idealer R bei 0K, und bei 300K liegt er zufälligerweise bei etwa 
3dB. Denn das Rauschmaß läßt sich ja auch als eine Rauschtemperatur 
angeben, und die ist schon weit unten bei solchen dB-Angaben (oder liege 
ich total falsch?)

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Hallo, JensG,

hier liegt offensichtlich ein Denkfehler vor:

Ein "idealer Widerstand" generiert bei 0 K überhaupt keine 
Rauschleistung ( keine Wärmeschwingungen der Atome im Kristallgitter 
etc. ).
Er kann daher bei 300 K auch nicht "3 dB mehr" Wärmeleistung als bei 0 K 
erzeugen.

0,0 dB heisst ja nicht 0 Leistung, sondern die 10^0-fache Leistung 
irgendeines Bezugswertes.
Dieser Bezug ist hier doch nur sinnvoll, wenn ich diesen
"idealen Widerstand" bei normaler Umgebungstemperatur, also ca.
300 K, dafür nehme.

Gruss

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Fehler:

"Er kann daher bei 300 K auch nicht "3 dB mehr" WÄRMEleistung als bei 0 
K
erzeugen"

=> gemeint war natürlich "RAUSCHleistung" .

MfG.

Autor: JensG (Gast)
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Hallo Nicht_neuer_Hase,
ok danke. Ist schon zu lange her, als ich mich mit dem Rauschen mal 
eingehender beschäftigt hatte (wobei ich den Begriff Rauschtemperatur 
bei deiner Erklärung trotzdem nicht richtig reinbekomme). Aber egal - 
die Frage nach der Richtigkeit bzw. Ausgangsbedingungen der extrem 
niedrigen Rauschmaße bei LNB's ist damit zumindest soweit beantwortet, 
daß ich jetzt weiß, das es scheinbar keiner so richtig 100%ig weiß ;-)

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