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Segnale

Un segnale analogico è una funzione continua nel tempo; certo tipi di segnale sono detti analogici perché la loro forma varia in analogia con la grandezza rappresentata.

Esempi di grandezze analogiche sono il suono, la tensione elettrica, la pressione, la temperatura, etc..

Frequentemente un segnale analogico può assumere l'aspetto di una forma d'onda continua, caratterizzata dalle proprietà tipiche delle onde: ampiezza, frequenza, fase, periodo.


I segnali digitali hanno delle caratteristiche che li distinguono dai segnali analogici; prima di tutto sono, dal punto di vista matematico, delle funzioni discontinue, poi hanno la caratteristica che possono assumere solo un numero limitato di valori discreti (due, nel caso dei segnali binari) la transizione fra uno stato e l'altro avviene istantaneamente.

La trasmissione dei segnali video utilizza canali di trasmissione analogici (l'etere). La telefonia su cavo utilizza anch'essa canali di trasmissione sui quali il segnale viene trasmesso nella sua forma analogica. La trasmissione dei dati potrebbe essere esclusivamente digitale ma spesso vengono usate delle connessioni (linee telefoniche) che possono trasmettere solo segnali analogici. Se si fa una connessione internet tramite una linea telefonica, i segnali digitali emessi dal computer devono essere convertiti in segnali analogici prima di essere inviati sulla linea. Quando essi vengono ricevuti avviene il processo inverso. (modulazione digitale su portante analogica). Questo processo di modulazione e demodulazione viene svolto dal modem.

Rumore

Il mezzo trasmissivo o canale, consente il trasferimento dell'informazione e può essere rappresentato tramite un quadripolo passivo di guadagno G e banda B.

Idealmente, è privo di distorsioni, attenuazioni e disturbi, in realtà è sempre presente un rumore di fondo che introduce una attenuazione che limita le componenti in frequenza della banda passante, limitandola e rendendo necessaria una successiva amplificazione.

Il rumore può essere di tipo interno, attribuibile agli apparati da cui è costituito il sistema al quale concorrono e si sommano diversi fattori, come: i transitori di accensione, l'induzione di segnali spuri, le variazioni di frequenza della rete e il rumore termico, caratteristico dei sistemi elettronici a semiconduttore.

Il rumore può poi essere di tipo esterno, proveniente da disturbi atmosferici, radiazioni cosmiche, etc..

Potenza disponibile di rumore
Dicevamo, ipotizzando un quadripolo non rumoroso, caratterizzato da banda B e guadagno G, a temperatura T (°K), avremo in uscita da tale quadripolo:

        Potenza disponibile di rumore   [W]

           costante di Boltzmann

mentre all'ingresso del quadripolo, la potenza disponibile di rumore è .

Temperatura equivalente di rumore & Figura di rumore

Quando si ha un quadripolo, per il quale si assume una temperatura interna equivalente Tq , dovuta al suo rumore interno alla temperatura estena T.

si definisce la figura di rumore                    

N.B. la figura di rumore puè essere espressa in dB:      
questo vale anche per il guadagno di potenza G.

Notiamo che:    

quindi          

 Nel caso di più quadripoli in cascata si dimostra che:

La temperatura equivalente di rumore per la cascata di quadripoli ha una espressione simile:

Rapporto segnale rumore

Il rapporto segnale/rumore è dato dal rapporto tra la potenza del segnale S e la potenza disponibile di rumore N, calcolate sulla stessa coppia di nodi.

Si ha       e  

per questo quadripolo la figura di rumore è :    

 


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