Phasenrauschen bei einem Oszillator

rauschen Gast #3679509
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Hallo zusammen,

ich stehe ziehmlich auf dem Schlauch was das Phasenrauschen eines 
Oszillators betrifft. Die Einheit dafür ist offensichtlich dBc/Hz nur 
was bedeutet es, wenn ich -50dBc/Hz habe? Aus den Erklärungen im 
Internet werde ich nicht wirklich schlau. Auf was bezieht sich das /Hz?

Hintergrund ist folgender: Ich habe ein Störsignal dessen Pegel 40dB 
über dem Pegel meines Nutzsignales liegt, dieses befindet sich 100kHz 
über dem Störsignal und hat eine Bandbreite von 10kHz. Ich soll das 
maximal zulässige Phasenrausche eines Störsignales berechnen, so dass 
ich eine SNR von 10dB einhalten kann. Das Ergebnis ist offenbar 
-100dBc/Hz, nur was bedeutet das jetzt und wie komme ich darauf?

Gibt es heute eigentlich noch einen wirklichen Sinn dB zu verwenden oder 
ist das nur ein Relikt aus einer Zeit wo es keine Rechner gab? Außer 
zusätzlichem Mehraufwand konnte ich bis jetzt noch keinen erkennen.
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Bernhard Gast #3679521
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>Die Einheit dafür ist offensichtlich dBc/Hz nur was bedeutet es, wenn ich 
>-50dBc/Hz habe?

Auf 1 Hz Bandbreite entfällt eine Störleistung, die 50 dB kleiner als 
die Leistung des Oszillators auf seiner Schwingfrequenz

>Das Ergebnis ist offenbar -100dBc/Hz

Sicher? Ich komme auf -90dBc/Hz. Ich rechne 10dB (SNR) + 40dB 
(Bandbreite 10000Hz vs 1Hz) + 40dB (Abstand Nutzsignal zu Störsignal) = 
90dB
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Jörg W. Moderator Persönliche Seite #3679577
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rauschen schrieb:
> Gibt es heute eigentlich noch einen wirklichen Sinn dB zu verwenden

Selbstverständlich.  Unser Gehirn ist in seinem Vorstellungsvermögen
nur endlich, sodass das Hantieren mit den dB-Werten gut einprägsame
Zahlenwerte ergibt.  Sonst müsste man sich mit der ganzen Palette von
Femtowatt (Empfängerempfindlichkeiten von Sprechfunkgeräten sind noch
kleiner) bis Kilowatt herumärgern.

Daher sind es ja auch *Dezi*bel, die sich eingebürgert haben, und nicht
die eigentliche Grundeinheit Bel.
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rauschen Gast #3679721
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>>Die Einheit dafür ist offensichtlich dBc/Hz nur was bedeutet es, wenn >>ich 
-50dBc/Hz habe?

>Auf 1 Hz Bandbreite entfällt eine Störleistung, die 50 dB kleiner als
>die Leistung des Oszillators auf seiner Schwingfrequenz

Da durch die Frequenz dividiert wird würde das bedeuten, dass ich wenn 
ich eine Bandbreite von 100Hz betrachte ein Signal hätte welches -50*100 
= -5000dB hätte. Das macht doch keinen Sinn?


>>Das Ergebnis ist offenbar -100dBc/Hz

>Sicher? Ich komme auf -90dBc/Hz. Ich rechne 10dB (SNR) + 40dB
>(Bandbreite 10000Hz vs 1Hz) + 40dB (Abstand Nutzsignal zu Störsignal) =
>90dB

Du hast recht, ich habe die Lösungen verwechselt.


>> Gibt es heute eigentlich noch einen wirklichen Sinn dB zu verwenden

>Selbstverständlich.  Unser Gehirn ist in seinem Vorstellungsvermögen
>nur endlich, sodass das Hantieren mit den dB-Werten gut einprägsame
>Zahlenwerte ergibt.  Sonst müsste man sich mit der ganzen Palette von
>Femtowatt (Empfängerempfindlichkeiten von Sprechfunkgeräten sind noch
>kleiner) bis Kilowatt herumärgern.

Irgendwie finde ich es wesentlich besser mit Femtowatt und Kilowatt zu 
rechnen, gerade deshalb gibt es ja diese Präfixe damit die Zahlen nicht 
so groß werden. Bei Dezibel fehlt mir jegliche Einschätzung wie groß die 
Zahlen denn in Wirklichkeit sind und machmal fehlen die Bezugsgrößen. 
Auch habe ich das Gefühl, dass oft die Einheiten nicht beachtet werden 
(da wird im Logarithmus gerne eine Leistungsdichte durch eine Leistung 
dividiert und anschließend logarithmiert).
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Rob C. #3679865
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rauschen schrieb:
> Bei Dezibel fehlt mir jegliche Einschätzung

Sobald du ein wenig damit hantiert hast wirst du schnell das 
"Einmaleins" im Gefühl haben.

rauschen schrieb:
> Irgendwie finde ich es wesentlich besser mit Femtowatt und Kilowatt zu
> rechnen

Ja, solange es abolute Größen bleiben, ist das ja mit der eigenen 
qualifizierenden Einheit noch zu gebrauchen. Nun rechne von deinem 
Kilowatt Ausgangsleistung mal eben Faktor 1/12 Kabeldämpfung ab, Faktor 
1/16 Übergangsverlust, öh, Faktor 1/3 Kopplungsverlust usw und 
waswewißich.. das rechnet sich im log. Maßstab einfacher, da es in dB 
lediglich Addition bzw. Subtraktion ist.

rauschen schrieb:
> Auch habe ich das Gefühl, dass oft die Einheiten nicht beachtet werden

Ja das stimmt. dB sind immer Verhältnisse. Bezugsgrößen auf etwas 
anderes. Ausgang zu Eingang, Größe zu Bezugsgröße uä. und das kann ganz 
schön unübersichtlich werden. Hier wird gern mal Faulheit betrieben. 
Solange man  sich im selben Zusammenhang befindet, d.h. gleiche bezogene 
Verhältnisse verwendet (dB + dBc/Hz + dBc/Hz) ist das noch einfach zu 
überblicken. Es ist allerdings auch nicht verboten zB. dBuV + dBS zu 
schreiben. Es muss halt nur etwas sinnvolles dabei herauskommen. Wenn 
dann dabei geschlampt wird, dh. bezogene Einheiten weggelassen werden, 
dann ist das mitunter schwer zu lesen.
Nur Mut! :)

rauschen schrieb:
> Da durch die Frequenz dividiert wird würde das bedeuten, dass ich wenn
> ich eine Bandbreite von 100Hz betrachte ein Signal hätte welches -50*100
> = -5000dB hätte. Das macht doch keinen Sinn?

Nein, wie Bernhard weiter oben schon gezeigt hat, setzt du die 100Hz zu 
den 1 Hz ins Verhältnis und rechnest dann damit im dB-Universum weiter. 
Multiplikationen kommen im logarithmischen Maßstab eigentlich nicht vor.
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EMU Gast #3679900
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Rob Chelby schrieb:
>> Da durch die Frequenz dividiert wird würde das bedeuten, dass ich wenn
>> ich eine Bandbreite von 100Hz betrachte ein Signal hätte welches -50*100
>> = -5000dB hätte. Das macht doch keinen Sinn?

vielleicht helfen ein paar Grundlagen, ich denke hier herrschen viel 
Halb- und auch Un-Wissen
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCwQFjAA&url=http%3A%2F%2Ftaarc.rebelwolf.com%2Fimages%2FdB_Primer.pdf&ei=vHePU4yxHqnb4QTS44DAAQ&usg=AFQjCNHGf1N7zMJ9pLgD8bKAkEBY3FD03Q&bvm=bv.68235269,d.bGE

EMU
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rauschen Gast #3679968
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Danke für die Antworten, ich denke ich habs gerafft. Das pdf hat 
weitergeholfen. Allerdings finde ich es sehr irreführend, dass die 
Einheit mit dBc/Hz bezeichnet wird. Das impliziert für mich, dass ich 
mit einer Frequenz multiplizieren muss um wieder dBc zu erhalten. Wenn 
ich die Frequenz auf 1Hz beziehe und in dB angebe funktioniert das ganze 
natürlich wieder.
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