Noise Temperature and Noise Figure MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Noise Temperature and Noise Figure - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही विकल्प 4 है

अवधारणा:

\({F_n} = {F_1} + \frac{{{F_2} - 1}}{{{G_1}}} + \frac{{{F_3} - 1}}{{{G_1}{G_2}}} + \ldots + \frac{{{F_n} - 1}}{{{G_1}{G_2} \ldots {G_n}}}\;\)

यहां दो-चरणीय कैस्केड एम्पलीफायर का कुल रव का मान प्राप्त करने के लिए कहा गया है। तो यहाँ n=2

प्रत्येक चरण का लाभ = 10 dB और रव का मान F = 10 dB 

इस प्रकार, कुल रव का मान :

⇒ \(\rm 10+\frac{10-1}{10}\) = 10.9 dB 

dB में शोर स्तर = 10Log₁₀ (वाट में शोर)

10 dB = 10Log₁₀ (वाट में शोर)

10 dB के लिए वाट में शोर = 10¹ = 10 वाट …(1)

1dB = 10 Log₁₀ (वाट में शोर)

1 dB के लिए वाट में शोर = 10^0.1 = 1.26….(2)

P₁/P₂ = 10/1.26 = 7.94 W

संकल्पना

n-चरण सोपानी प्रवर्धक की प्रभावी वोल्टेज लब्धि को निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(A_v=A_1× A_2------A_n\)

dB में वोल्टेज लब्धि को निम्न द्वारा दिया जाता है:

A_v(dB) = 20 log(A_v)

गणना

दिया गया है, A₁ = 10, A₂ = 100 और A₃ = 1000

\(A_v=10× 100× 1000\)

A_v = 10⁶

Av(dB) = 20 log( 10⁶)

A v(dB) = 6×20 log(10)

A v(dB) = 120 dB

रव:

• रव इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और घटकों का एक अवांछनीय उत्पाद है और, निर्माण और डिजाइन समय की साशय अर्थव्यवस्थाओं से अधिक रव परिणाम।
• एक परिपथ के रव प्रदर्शन का माप रव का आंकड़ा या रव कारक है। रव का आंकड़ा आउटपुट सिग्नल से रव अनुपात और इनपुट सिग्नल के तापीय रव के बीच की तुलना है।

संचार प्रणालियों में रव को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है-

i) बाहरी रव जैसे वायुमंडलीय रव, औद्योगिक रव, सौर रव और ब्रह्मांडीय रव।

ii) आंतरिक रव जैसे विस्फोट (शॉट) रव, तापीय रव, निम्न और उच्च आवृत्ति रव।

रिसीवर में रव का मुख्य स्रोत आंतरिक और बाहरी रव हैं।

तापीय रव:

• इसे जॉनसन-नाइक्विस्ट रव भी कहा जाता है
• यह एक चालक सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के तापीय प्रक्षोभ के कारण उत्पन्न होता है जब तापमान परम शून्य से ऊपर बढ़ जाता है और इसे तापीय प्रक्षोभ रव भी कहा जाता है
• यह संपूर्ण आवृत्ति वर्णक्रम सीमा में वितरित किया जाता है, इसलिए इसे सफेद रव भी कहा जाता है
• आवेश वाहक इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति के कारण तापीय रव आमतौर पर निष्क्रिय घटक जैसे R, L और C में देखा जाता है।
• यादृच्छिक रव शक्ति निम्न है

Pn = KTB

जहाँ,

K = बोल्ट्ज मेन का स्थिरांक

T = तापमान

B = बैंडविड्थ जिस पर रव मापा जाता है

तापीय रव:

• तापीय रव यादृच्छिक रव होता है और इसे अक्सर सफ़ेद रव या जॉनसन रव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• तापीय रव को सामान्यतौर पर अणुओं या परमाणुओं या इलेक्ट्रॉनों के यादृच्छिक और तीव्र गतिविधि के कारण एक जटिल प्रतिबाधा के प्रतिरोधी या संवेदनशील प्रतिरोधी घटकों में देखा जाता है।

अधिकांश स्थितियों में प्रतिबाधा का प्रतिरोधी घटक आवश्यक बैंडविड्थ पर स्थिर रहेगा। इसलिए तापीय रव वोल्टेज को निम्न रूप में सरलीकृत करना संभव है:

\(V = \sqrt {4 k T B R}\)

दिया गया है:

k = 1.38 × 10-23 J/K

B = 6MHz

R = 400 Ω

T = 302 K

\(V=\sqrt{4\times 1.38\times10^{-23}\times302\times6\times10^6\times400}\)

V = 6.32 μV 

अवधारणा :

रवांक इस प्रकार दिया गया है:

\(NF= 1 + \frac{{{R_{eq}}}}{{{R_s}}}\)

Req = एंटीना का समकक्ष इनपुट प्रतिरोध

Rs = प्रणाली का रव प्रतिरोध

गणना :

दिया गया Req = Rs = 50 Ω

रवांक होगा:

\(= 1 + \frac{{50}}{{50}}\)

= 1 + 1

रवांक = 2

संकल्पना

n-चरण सोपानी प्रवर्धक की प्रभावी वोल्टेज लब्धि को निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(A_v=A_1× A_2------A_n\)

dB में वोल्टेज लब्धि को निम्न द्वारा दिया जाता है:

A_v(dB) = 20 log(A_v)

गणना

दिया गया है, A₁ = 10, A₂ = 100 और A₃ = 1000

\(A_v=10× 100× 1000\)

A_v = 10⁶

Av(dB) = 20 log( 10⁶)

A v(dB) = 6×20 log(10)

A v(dB) = 120 dB

रव:

• रव इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और घटकों का एक अवांछनीय उत्पाद है और, निर्माण और डिजाइन समय की साशय अर्थव्यवस्थाओं से अधिक रव परिणाम।
• एक परिपथ के रव प्रदर्शन का माप रव का आंकड़ा या रव कारक है। रव का आंकड़ा आउटपुट सिग्नल से रव अनुपात और इनपुट सिग्नल के तापीय रव के बीच की तुलना है।

संचार प्रणालियों में रव को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है-

i) बाहरी रव जैसे वायुमंडलीय रव, औद्योगिक रव, सौर रव और ब्रह्मांडीय रव।

ii) आंतरिक रव जैसे विस्फोट (शॉट) रव, तापीय रव, निम्न और उच्च आवृत्ति रव।

रिसीवर में रव का मुख्य स्रोत आंतरिक और बाहरी रव हैं।

तापीय रव:

• इसे जॉनसन-नाइक्विस्ट रव भी कहा जाता है
• यह एक चालक सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के तापीय प्रक्षोभ के कारण उत्पन्न होता है जब तापमान परम शून्य से ऊपर बढ़ जाता है और इसे तापीय प्रक्षोभ रव भी कहा जाता है
• यह संपूर्ण आवृत्ति वर्णक्रम सीमा में वितरित किया जाता है, इसलिए इसे सफेद रव भी कहा जाता है
• आवेश वाहक इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति के कारण तापीय रव आमतौर पर निष्क्रिय घटक जैसे R, L और C में देखा जाता है।
• यादृच्छिक रव शक्ति निम्न है

Pn = KTB

जहाँ,

K = बोल्ट्ज मेन का स्थिरांक

T = तापमान

B = बैंडविड्थ जिस पर रव मापा जाता है

सिद्धांत:

तापीय शोर वोल्टेज:

तापीय उद्दीपन (तापमान में वृद्धि) के कारण, विद्युत घटक में परमाणु ऊर्जा प्राप्त करते हैं, यादृच्छिक गति में चलते हैं, एक-दूसरे से टकराते हैं और ऊष्मा उत्पन्न करते हैं; यह उत्पन्न ऊष्मा तापीय शोर कहलाती है।

तापीय शोर शक्ति (N) = KTB

जहाँ,

K = बोल्ट्ज़मान नियतांक

T = तापमान °K में

B = बैंडविड्थ

यदि हम एक शोरयुक्त प्रतिरोधक को एक आदर्श प्रतिरोधक R के रूप में मानते हैं जो एक शोर वोल्टेज स्रोत के साथ श्रेणीक्रम में जुड़ा हुआ है और लोड से मेल खाने के लिए जुड़ा हुआ है।

\(P = \frac{{V_n^2}}{{4R}}\)

शोर शक्ति = KTB

\(KTB = \frac{{V_n^2}}{{4R}}\)

\({V_n} = \sqrt {4\;KTRB} \)

परिकलन:

मान लीजिये श्रेणी संयोजन का समतुल्य वोल्टेज \(\overline {{V_{{n_1}}}} \) है

\(\overline {V_n^2} = \overline {V_{{n_1}}^2} + \overline {V_{{n_2}}^2} \)

चूँकि शोर वोल्टेज AC है इसलिए हम इसके वर्ग मान को जोड़ रहे हैं।

श्रेणी संयोजन का समतुल्य तापमान Te है

\(\overline {V_n^2} = 4\;KTe\;BR \)

\(= 4\;kTe\;B\;\left( {{R_1} + {R_2}} \right)\)

\(\overline {V_{{n_1}}^2} = 4\;K{T_1}B{R_1} \to \) R₁ पर वोल्टेज

\(\overline {{V_{{n_2}}}} = 4\;K{T_2}B{R_2} \to \) R₂ पर शोर वोल्टेज

4 KTe B (R₁ + R₂) = 4KT₁ BR₁ + 4KT₂ BR₂

Te(R₁ + R₂) = T₁ R₁ + T₂ R₂

\(Te = \frac{{{R_1}{T_1} + {R_2}{T_2}}}{{{R_1} + {R_2}}}\)

स्पष्टीकरण:

किसी भी संचार प्रणाली में, सिग्नल के प्रसारण के दौरान, या सिग्नल प्राप्त करते समय, कुछ अवांछित संकेत संचार में पेश हो जाते हैं, जिससे रिसीवर के लिए यह अप्रिय हो जाता है, संचार की गुणवत्ता पर सवाल उठता है। इस तरह की गड़बड़ी को शोर कहा जाता है।

शोर क्या है?

शोर एक अवांछित सिग्नल है जो मूल संदेश सिग्नल के साथ हस्तक्षेप करता है और संदेश सिग्नल के मापदंडों को दूषित करता है। संचार प्रक्रिया में इस परिवर्तन से संदेश बदल जाता है। यह चैनल या अभिग्राही में दर्ज किए जाने की सबसे अधिक संभावना है।

इसलिए, यह समझा जाता है कि शोर कुछ सिग्नल है जिसका कोई प्रतिरूप नहीं है और कोई स्थिर आवृत्ति या आयाम नहीं है। यह काफी यादृच्छिक और अप्रत्याशित है। आमतौर पर इसे कम करने के उपाय किए जाते हैं, हालांकि इसे पूरी तरह खत्म नहीं किया जा सकता है।

शोर के सबसे आम उदाहरण निम्न हैं -

• रेडियो अभिग्राही में हिस ध्वनि

• टेलीफोन पर बातचीत के बीच बज़ ध्वनि

• टेलीविजन अभिग्राही आदि में झिलमिलाहट।

तापीय रव:

• तापीय रव यादृच्छिक रव होता है और इसे अक्सर सफ़ेद रव या जॉनसन रव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• तापीय रव को सामान्यतौर पर अणुओं या परमाणुओं या इलेक्ट्रॉनों के यादृच्छिक और तीव्र गतिविधि के कारण एक जटिल प्रतिबाधा के प्रतिरोधी या संवेदनशील प्रतिरोधी घटकों में देखा जाता है।

अधिकांश स्थितियों में प्रतिबाधा का प्रतिरोधी घटक आवश्यक बैंडविड्थ पर स्थिर रहेगा। इसलिए तापीय रव वोल्टेज को निम्न रूप में सरलीकृत करना संभव है:

\(V = \sqrt {4 k T B R}\)

दिया गया है:

k = 1.38 × 10-23 J/K

B = 6MHz

R = 400 Ω

T = 302 K

\(V=\sqrt{4\times 1.38\times10^{-23}\times302\times6\times10^6\times400}\)

V = 6.32 μV 

संप्रत्यय:

कुल शोर आकृति इस प्रकार दी गई है,

\(\rm{F=F_1+\frac{F_2-1}{G_1}+\frac{F_3-1}{G_1G_2}\ldots}\) ---(1)

जहाँ F₁, F₂, F₃...... शोर आकृतियाँ हैं और G₁, G₂, G₃..... क्रमशः प्रणाली लाभ हैं।

श्रेणीबद्ध प्रवर्धकों का कुल लाभ इस प्रकार दिया गया है:

G(db) = G₁(db) + G₂(db) + ..... ---(2)

परिणाम:

दिया गया है:

G₁ = G₂ = 10 db

G1 = G2 = 10log(x) = 10 db

log(x) = 1

x = 10¹ = 10

इसलिए, G1 = G2 = 10

इसी प्रकार F₁ = F₂ = 3 db = 2

समीकरण (1) से शोर आकृति (F) की गणना की जा सकती है:

\(F=2 \ + \ \frac{(2-1)}{10}\)

F = 2.1

F(db) = 10log(2.1) = 3.2 db

समीकरण (2) से लाभ की गणना की जा सकती है:

G(db) = 10 db + 10 db = 20 db

इसलिए विकल्प (1) सही उत्तर है।

शोर तापमान \({T_0} = {T_{eq}}\left( {F - 1} \right)\) है

\({T_0} = 290\left( {{{10}^{.3}} - 1} \right) = 290\left( {1.995 - 1} \right)K = 288\;K\)

व्याख्या:

रव कारक

इसे 'रव आकृति' के नाम से भी जाना जाता है।

इसे इनपुट पर रव अनुपात के सिग्नल और आउटपुट पर रव अनुपात के सिग्नल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

\(Noise \; factor = \frac{SNR_i}{SNR_o}\)

कोई इकाई नहीं है क्योंकि दोनों समान मात्रा के हैं।

\((NF)_{dB} = 10log(SNR_i)-10log(SNR_o)\)

कुल हार्मोनिक विरूपण 

इसे सभी हार्मोनिक्स की शक्तियों के योग और  मौलिक आवृत्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

• यह एक सिग्नल में मौजूद हार्मोनिक विरूपण का माप है।
• इसे "विरूपण कारक" के रूप में भी जाना जाता है
• यह विद्युत आपूर्ति की गुणवत्ता को मापने का एक तरीका है।

हार्मोनिक विरूपण 

जब सैद्धांतिक साइन तरंग का निर्माण किया जाता है तो इसे हार्मोनिक्स के मौलिक अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

• विद्युत वितरण प्रणालियों के भीतर आवृत्ति में परिवर्तन के कारण ये सामान्य वोल्टेज और धारा भिन्नताएं हैं।
• इसका मुख्य कारण तत्वों का गैर-रेखीय भार और गैर-रेखीय विशेषताएं हैं।

निष्कर्ष:

विकल्प 4 सही है।

व्याख्या:

रव तापमान

1. यह एक घटक या स्रोत द्वारा शुरू की गई उपलब्ध रव शक्ति के स्तर को व्यक्त करने का एक तरीका है। रव को शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व तापमान (केल्विन में) के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है जो जॉनसन-नाइक्विस्ट रव के उस स्तर का उत्पादन करेगा।

2. यह UHF से निपटने में उपयोगी है।

सूर्य एक शक्तिशाली चर रव स्रोत है जिसका रव तापमान 50 से 200 MHz पर लगभग 106 K और शांत सूर्य की स्थिति में 10 GHz पर कम से कम 104 K है।

सूर्य के अस्त होने पर बड़ी वृद्धि होती है। अतः विकल्प (3) सही उत्तर है।

महत्वपूर्ण बिंदु

तापीय रव:

• इसे जॉनसन-नाइक्विस्ट रव भी कहा जाता है
• यह एक चालक सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के तापीय प्रक्षोभ के कारण उत्पन्न होता है जब तापमान परम शून्य से ऊपर बढ़ जाता है और इसे तापीय प्रक्षोभ रव भी कहा जाता है
• यह संपूर्ण आवृत्ति वर्णक्रम सीमा में वितरित किया जाता है, इसलिए इसे सफेद रव भी कहा जाता है
• आवेश वाहक इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति के कारण तापीय रव आमतौर पर निष्क्रिय घटक जैसे R, L और C में देखा जाता है।
• यादृच्छिक रव शक्ति निम्न है

Pn = KTB

जहाँ,

K = बोल्ट्ज मेन का स्थिरांक

T = तापमान

B = बैंडविड्थ जिस पर रव मापा जाता है