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Forum: HF, Funk und Felder Empfängerempfindlichkeit


Autor: Pipita M. (etechniker)
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Hallo zusammen

ich habe eine Frage und zwar..von welchen Größen hängt die 
Empfändlichkeit eines Empfängers ab?

Danke

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Von der Bandbreite

Autor: Hans im Glück (Gast)
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schneidest Du von der Salami noch ein paar Scheiben mehr ab? Außer der 
Bandbreite spielt die Rauschzahl bzw. das Rauschmaß des Empfängers eine 
Rolle.

Wenn man von einer Eingangsimpedanz des Empfängers von 50 Ohm ausgeht, 
dann ist es so, daß eine angeschlossene Quelle mit 50 Ohm Quellimpedanz 
bei Raumtemperatur ein thermisches Rauschen von -174dBm pro Hertz 
bandbreite liefert. Bei einer angenommenen Empfängerbandbreite von 1kHz 
wäre die in den Empfangskanal fallende Rauschleistung dann schon 
-144dBm. Dazu addiert sich jetzt noch das Rauschmaß des Empfängers 
(beispielsweise 7dB für einen ordentlichen Kurzwellenempfänger), so daß 
ein zu empfangendes Nutzsignal am Empfängereingang also einen Pegel von 
-137dBm aufweisen müßte, um in der gewählten Bandbreite von 1kHz einen 
Signal-Rausch-Abstand von 0dB zu erreichen. Vergrößert man die 
Bandbreite, erhöht sich auch die in den Empfangskanal fallende 
Rauschleistung, und infolgedessen wäre ein höherer Nutzsignalpegel 
erforderlich, um wieder auf S/N=0dB zu kommen: der Empfänger ist 
unempfindlicher geworden.

Vielleicht trägt jemand anderes noch etwas zu den verschiedenen Methoden 
zur praktischen Bestimmung der Empfängerempfindlichkeit bei ???

Autor: oszi40 (Gast)
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Kurz zusammengefasst: Empfindlichkeit ist toll, aber das Nutzsignal muß 
größer als das Rauschen und andere STörungen sein.

Autor: Hewlett (Gast)
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Messung an besten mit Rauschgenerator,dessen Leistung bekannt sein muß.
Es geht auch ein kalibrierter HF-Generator.
Dann mit einem Oszi an die KH-Buchse des Empfängers gehen.Man mißt 
zuerst das Rauschen ohne Signal, dann das Rauschen mit einem Generator 
Signal.Dann bestimmt man den S/N Abstand , genauer den SINAD Abstand in 
dB, dann gilt folgende Formel

Empfängerrauschmaß F = gemessene Empfindlichkeit für die bekannte 
Empfängerbandbreite (-dBm) - Bandbreite(dB) - SINAD(dB) + 174 dBm/Hz

Ein Beispiel man mißt für SINAD = 10 dB in einer Empfängerbandbreite von 
2200 Hz eine Empfindlichkeit von -120 dBm.
Dann gilt:

F = -120dBm -10dB -34dBm + 174 dBm/Hz = 10

Autor: Hewlett (Gast)
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Fehler
mir ist ein Fehler passiert
In der Formel soll es natürlich statt 34 dBm richtig 34 dBHz heißen.
Bei 2200 Hz beträgt sie 10 log 2200 Hz = 34 dBHz

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Wenn wir auf die Rauschzahl eingehen, dann noch ein paar Hintergrund 
Informationen. Das thermische Widerstandsrauschen, resp dessen Leistung 
ist 4kTBR, mit k die Bolzmannkonstante, B die Bandbreite, T die absolute 
Temperatur in Kelvin, R die Impedanz. Dh die Rauschleistung ist 
proportinal zur Impedanz, daher ist nichts mit hochohmig. Es ist auch 
propotional zur Temperatur. Dh extrem rauscharme Empfaenger werden auf 
Helium gekuehlt, damit gewinnt man dann je nach Heliumtemperatur einen 
Faktor Hundert, oder 20dB.
Ohne all diese Moeglichkeiten ist man bei 174dBm plus etwa 10dB fuer den 
Empfaenger fuer 1 Hz Bandbreite.

Autor: Hans Dampf in allen Gassen (Gast)
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Hans im Glück schrieb:
> Wenn man von einer Eingangsimpedanz des Empfängers von 50 Ohm ausgeht,
> dann ist es so, daß eine angeschlossene Quelle mit 50 Ohm Quellimpedanz
> bei Raumtemperatur ein thermisches Rauschen von -174dBm pro Hertz
> bandbreite liefert. Bei einer angenommenen Empfängerbandbreite von 1kHz
> wäre die in den Empfangskanal fallende Rauschleistung dann schon
> -144dBm.

Es heisst doch immer "so und soviel µV pro Wurzel Hertz"
Muß es dann nicht heissen:
bei Raumtemperatur ein thermisches Rauschen von -174dBHz

Aber ich komme da ganz doll ins Schwimmen, bitte, wer weiß es richtig, 
und kann's auch erklären ;-)

Autor: Hans im Glück (Gast)
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die Angabe "µV pro Wurzel Hertz" ist eher im Umgang mit 
(niederfrequenten) Operationsverstärkerschaltungen üblich, weil man hier 
in der Regel nicht wie im HF-Bereich von einer einheitlichen 
Systemimpedanz ausgeht, sondern die Widerstandsverhältnisse und damit 
die Rauschspannungen je nach gewählter Schaltung variieren. Im Prinzip 
beschreibt "µV pro Wurzel Hertz" das vom Widerstandswert losgelöste 
Rauschen, und zwar auf Spannungs- statt auf Leistungsebene (daher die 
Wurzel - an einem konstanten Widerstand ist die Leistung proportional 
dem Quadrat der Spannung).

Schau mal hier: haggenmiller.name/resources/op02a.pdf - dieses Skriptum 
erklärt auf den ersten sechs Seiten die Zusammenhänge einigermaßen 
verständlich.

Autor: kleinerGast (Gast)
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Die Einheit "µV/Wurzel(Herz)" ist  physikalisch betrachtet völliger 
Schwachsinn und besitzt faktisch keine Aussagekraft. Das sollte jedem, 
der sich ein wenig mit Einheiten hantieren auskennt, klar werden und 
klar sein. Allerdings hat sich dieser aussagelose Unsinn wie ein 
Lauffeuer verbreitet und lässt sich aus den Köpfen nicht mehr 
herausbekommen. Ähnlich sieht es übrigens mit den Rauschzahlen aus, aber 
das nur am Rande.

--> An dieser Stelle möchte ich auf Alexander Neidenoff aufmerksam 
machen. Ein durch und durch sehr interessantes Seminar bezüglich 
Rauschen wird von ihm angeboten, in dem unter anderem an einem 
praktischen Beispiel gezeigt wird, dass man mit einer Schaltung mit 
deutlich mehr aktiven und passiven Bauelementen weniger Rauschen am 
Ausgang haben kann, als mit einer Schaltung geringeren Bauteileaufwands 
aber gleicher Übertragungsfunktion. Zugleich wird durch seinen 
Optimierungsansatz auf die Störfestigkeit der Schaltung massiv 
verbessert. <--

Vielmehr handelt es bei dieser Angabe um die Rauschleistungsdichte bei 
einer bestimmten Frequenz (µV²/Hz), die man dem 
Rauschleistungsdichtespektrum entnehmen kann. Und das Ganze ist 
natürlich wie immer bezogen auf eine feste Impedanz. Um so aussageloser 
wird diese Angabe in einem Datenblatt, wenn man die Testumgebung nicht 
kennt und nur spekulieren kann, ob das jetzt bei denen auf 50 Ohm 
bezogen ist oder nicht. Denn das Rauschleistungsdichtespektrum ist 
natürlich impedanzabhängig.

Ich hoffe zur Verwirrung beigetragen haben zu können.

Autor: Hewlett (Gast)
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µV pro Wurzel Hertz ist ein direkter Zusammenhang zu dBm/Hz
Darum beschränkt man sich gewöhnlich auf die Angabe von Rauschleistungen 
in dBm pro Hertz

Autor: kleinerGast (Gast)
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Hallo Hewlett,

schön das du dich meinen Worten anschließt, schließlich handelt es sich 
bei dBm/Hz um eine Leistungsdichte (dBm = dB Milliwatt), womit wir 
wieder bei den Worten sind, die ich oben bereits niederschrieb.

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