シナド

無線通信では、信号が明確で信頼性が高いことを確認することが非常に重要です。緊急サービス、軍事作戦、または日常の放送など、ラジオレシーバーのパフォーマンスが必要です。エンジニアと技術者が、これらのレシーバーがSINADを使用することにより、どの程度うまく機能しているかを確認する1つの方法。SINADは、多くのノイズと歪みがある場合でも、受信機がどの程度明確な信号を生成できるかを示す測定値です。この記事では、Sinadとは何か、なぜ重要なのか、さまざまな通信システムでどのように測定および使用されるかを説明します。

カタログ

図1：SINADテストセットアップ

シナドとは何ですか？

Sinad（騒音と歪みへの信号） ノイズと歪みがある場合でも、明確な信号を生成する能力をチェックすることにより、ラジオレシーバーがどれだけうまく機能するかを判断するのに役立つ重要な測定です。SINADは、ノイズと歪みとともにノイズと歪みのみとともに信号の強度を比較することによって計算されます。結果は通常、デシベル（DB）で与えられます。

図2：ノイズと歪み（ハーモニクス）グラフへの信号

SINAD値が高い場合、受信者はより弱い信号をより明確に拾うことができることを意味し、より敏感で、より良い音やデータを提供できるようにします。SINADは、通信が信頼できることを確認するために、FM、VHF、UHF、時にはAMおよびSSBなどのシステムで一般的に使用されています。

無線機器の設計とテストにおいて、SINADは、エンジニアがレシーバー回路を調整して、多くの干渉がある場所や信号が弱い場所でもうまく機能するようにするのに役立ちます。これにより、レシーバーがさまざまな状況で効果的に機能することが保証されます。

なぜシナドが重要なのですか？

図3：SINAD測定に使用される無線デバイス

シナド （信号対雑音と歪みの比）は、ノイズと歪みの両方を1つの単純な数値に組み合わせることにより、無線レシーバーのパフォーマンスを測定する方法を提供するため、重要です。この測定は、特に困難な環境で、受信機が信号をどの程度処理できるかを簡単に評価できるため、役立ちます。

ラジオレシーバーをチェックするとき、Sinadは、干渉があるときにデバイスが弱い信号をどの程度管理できるかを示します。この能力は、緊急サービス、軍事コミュニケーション、または信頼できる無線送信が必要な状況など、明確な信号が必須の状況で非常に重要です。

さまざまなタイプの信号問題を1つの測定にまとめることにより、SINADはエンジニアと技術者が通信システムのうまく機能していることを迅速に理解できるようにします。この迅速かつ正確な理解は、さまざまなタイプの干渉が信号の品質に深刻な影響を与える可能性のある実際の条件でシステムが機能するように機能することを確認するために必要です。

パフォーマンスの単純な尺度を提供する上でのSINADの役割により、ラジオ通信システムを維持および改善し、必要な状況で信頼できる状態を維持するのに非常に役立ちます。この尺度の重要性は、現在のシステムパフォーマンスを確認する能力だけでなく、コミュニケーションの問題を引き起こす前に潜在的な問題を見つけて修正するのにも役立ちます。

SINAD測定と受信機の感度

図4：信号と高調波出力の比較

SINAD（Signal-to-Noiseおよび歪み比）は、ノイズと歪みがある場合でも、無線レシーバーが弱い信号をどの程度拾って処理できるかを確認するための有用な測定です。受信機の感度とは、無線レシーバーが弱い信号を明確に拾うことができることについてのことです。これは、信号が弱い場合や干渉がある場合に重要なことです。

Sinadは、ノイズと歪みの両方を考慮に入れるため、特に役立ちます。シグナルとノイズのみを見る信号対雑音比（SNR）とは異なり、Sinadは歪みも考慮しており、受信機がどれだけうまく機能しているかをより完全に把握します。

SINADを理解するということは、受信者が望ましいノイズと歪みから目的の信号をどれだけうまく分離できるかを見ることを意味します。SINADを測定するとき、信号力とノイズと歪みの組み合わせ力の両方が考慮されます。SINAD値が高いということは、受信機が弱い信号をより良く処理できることを意味し、騒音や歪みによる影響が少なくなります。

受信機の感度は、受信機の電子機器によって追加されるノイズの量を測定するノイズ図（NF）と、システムの固有のノイズの上で検出できる最も低い信号レベルを含むいくつかの要因の影響を受けます。もう1つの要因は相互混合です。これは、強い信号が局所発振器ノイズと混合された場合に引き起こされる干渉であり、受信機が弱い信号を処理するのが難しくなります。

SINADは通常、既知の信号を受信機に送信し、出力を測定してノイズと歪みの量を確認することにより測定されます。この測定値は、異なる受信機のパフォーマンスを比較したり、レシーバーがさまざまな状況でどの程度うまく機能するかを確認するために使用できる単一の値を提供します。

Sinadを理解する

信号対雑音と歪み比（SINAD）は、通信およびオーディオシステムの信号の品質を理解するのに役立つ測定です。SINADはデシベル（DB）で測定され、元の信号がノイズと歪みによってどの程度影響を受けているかを教えてくれます。

定義と式

SINADは、信号の総電力（目的の信号、ノイズ、および歪みを含む）とノイズと歪みのみのパワーとの比率として定義されます。Sinadを計算するための式は次のとおりです。

この式は、信号、ノイズ、歪みの合計力とノイズと歪みのみのパワーを比較します。結果はデシベルで示されているため、信号の全体的な品質のアイデアが得られます。 Sinad価値が高いということは、より良い信号品質を意味します 必要な信号がノイズと歪みに比べて強いことを示しているためです。

電力比ではなく、電力比

Sinadは電力比ではなく、電力比ではありません。電力と電圧は電気システムでは異なる方法で関係しているため、これは理解することが重要です。電力は電圧の正方形に接続されています。つまり、電圧の小さな変化は、パワーの大きな変化につながる可能性があります。したがって、Sinadを測定するとき、私たちは、信号に対するノイズと歪みの影響を正確に反映する力に焦点を当てます。

SINADを測定すると、システムがノイズや歪みをあまりにも追加せずに元の信号をどれだけうまく再現できるかを評価するのに役立ちます。高いシナド値は、システムが元の信号を明確かつ正確に保つのに良い仕事をしていることを示しています。

毎日の使用では、SINADは、信号の品質を維持することが重要であるオーディオエンジニアリングや通信などの分野で見つかります。たとえば、オーディオシステムでは、SINADの価値が高いということは、音楽やスピーチが歪みやバックグラウンドノイズが少ないことで再現され、より明確で楽しいリスニングエクスペリエンスにつながることを意味します。

基本的なSINAD測定技術

図5：オーディオトーンを使用したSINAD測定

Sinadを測定するために、オーディオトーン（通常1 kHz）で変調された信号が無線レシーバーに供給されます。次に、元の信号、ノイズ、歪みを含む受信機の出力を分析します。オーディオ信号は、1 kHzトーンを削除するノッチフィルターに渡され、ノイズと歪みのみが残ります。SINAD値は、総信号（信号 +ノイズ +歪み）の測定された電力レベルと、フィルタリング後の残りのノイズと歪みを使用して計算されます。

受信機のオーディオ出力端子での電気出力は測定の最も一般的なポイントですが、別のアプローチでは、トランスデューサーを使用してオーディオをラウドスピーカーから電気信号に変換し、スピーカーが誘発する歪みも説明することが含まれます。

シナドを測定する方法は？

SINADを測定するには、個別のテスト機器を使用するか、特殊なSinadメーターを使用する主な方法が2つあります。

個別のテスト機器を使用します Sinadを手作業で計算するために必要なさまざまな部分を測定することが含まれます。この方法では、ノイズ、歪み、信号レベルを個別に測定するために、信号発生器、オシロスコープ、スペクトルアナライザーなどのいくつかのツールが必要です。正確な場合がありますが、特に複雑な測定では、多くの時間がかかり、間違いにつながる可能性があります。

専門のシナドメーター Sinadを測定するためだけに作られたデバイスです。これらのメーターは、必要なすべての回路を1つのデバイスに組み合わせて、ラジオレシーバーに直接接続できます。これにより、に基づいてSINADを自動的に計算することにより、測定プロセスが容易になります

出入りする信号。Sinadメーターを使用すると、プロセスが速くなり、エラーの可能性が低くなります。

測定方法

始めてください ノイズの測定 信号が存在しない場合のレシーバーの出力での歪み。このステップは、正確なSINAD測定に必要なノイズと歪みのベースラインレベルを設定します。次、 既知の信号を適用します 受信者の入力に。出力レベルが12 dB上昇するまで、信号レベルをゆっくりと上げます。このステップは、ノイズと歪みの上に測定されるのに十分な信号が明確であるポイントを決定するのに役立ちます。ついに、 信号レベルを記録します 12 dBの出力の増加を得るために必要です。この信号レベルは、受信機の敏感さに応じて、0.25マイクロボルトほど低い場合があります。

SINADの測定は、特に多くの騒音と歪みのある場所で、無線受信者がどれだけうまく機能するかをチェックするために重要です。SINADを正確に測定することにより、エンジニアは受信者が信号を明確に保つことがどれほどうまく保持できるかを確認できます。これは、信頼できるコミュニケーションにとって非常に重要です。

特殊なシナドメーターを使用すると、測定プロセスがより正確で複雑になり、エンジニアが信頼できる結果を得ることが容易になります。

SINAD測定フィルター

図6：ノッチフィルターを使用したSINAD測定

Sinad（信号から雑音と歪み）測定では、Notchフィルターを使用して信号からトーンを削除するために使用されます。これは、正確な分析に必要です。フィルターの帯域幅は、周囲のノイズや歪みに影響を与えることなく、トーンをどれだけうまく分離できるかに直接影響します。

理想的には、フィルターはノイズや歪みを変更せずにトーンを削除する必要がありますが、帯域幅が限られていると、これらの不要なコンポーネントもいくらか減少させる可能性があります。

欧州通信標準研究所（ETSI）のような基準では、1 kHzのトーンについては、フィルターはノイズと歪みをほとんど影響を受けないようにしながら、少なくとも40 dB減らす必要があることを指定しています。

フィルターは、トーンをノイズと歪みから効果的に分離するために、帯域幅のバランスをとる必要があります。幅が広すぎるフィルターはトーンを完全に分離しない場合がありますが、狭すぎるフィルターはトーンとノイズと歪みの両方を減らし、シナドの測定値の不正確さにつながる可能性があります。

SINAD仕様

信号対雑音と歪み比（SINAD）は、無線通信機器の技術的な詳細、特に非常に高い頻度（VHF）および超高周波（UHF）バンドで動作するものに見られる重要な尺度です。Sinadは、信号の総電力（ノイズと歪みを含む）とノイズと歪みのみのパワーとの関係を示しています。この尺度は、ラジオレシーバーがどの程度うまく機能し、その全体的な品質がどの程度機能しているかを理解するのに役立ちます。

典型的な仕様では、「12 dB Sinadでの受信機感度= 0.3 µV」と言うかもしれません。これは、受信機が0.3マイクロボルトという低い入力信号で12 dB Sinadを達成できることを意味します。簡単に言えば、12 dBのシナドに到達するために必要な入力信号が低いほど、受信機はより感度が高くなります。この感度は、受信機が弱い信号をどれだけうまく検出できるかを示しています。これは、信号強度が大きく変化する可能性がある通信システムで非常に役立ちます。

SINAD測定のアプリケーション

図7：SINAD測定プロセス図

受信機の感度

SINADは、主にラジオレシーバーがどれほど敏感であるかを測定するために使用されます。この測定は、受信者が必要なパフォーマンス基準を満たすことを保証するのに役立ちます。テストと無線周波数（RF）回路の設計中、SINADは、信号が弱い場合でも、受信機が信号を適切に検出および処理できることを確認するために使用されます。12 dBの標準的なSINAD値がよく使用されます。これは、1 kHzのトーンが変調信号として使用される場合の25％の歪みレベルに対応します。この歪みレベルは、受信者の感度を評価するための共通点として機能します。

レシーバーブロッキング

SINADはまた、受信機がブロッキングとして知られている目的のチャネルにない強力な信号をどの程度処理できるかを確認するのに役立ちます。この場合、参照SINADレベルは、クリーン信号で最初に設定されます。次に、オフチャネル信号が導入され、その強度がゆっくりと増加します。Sinadレベルがドロップするポイントは、レシーバーがブロッキングにどのように反応するかを示しています。この測定は、エンジニアが、コミュニケーションに問題を引き起こす可能性のある強力で望まない信号に直面した場合、受信機がどれだけうまく機能し続けることができるかを理解するのに役立ちます。

隣接するチャネル拒否

Sinadの別の使用は、レシーバーが近くのチャネルから信号を拒否できるかを確認することです。このプロセスでは、干渉信号が近くのチャネルに配置され、Sinadレベルが測定されます。干渉信号の強度は、シナドが基準レベルに低下するまで増加します。この測定は、近くのチャネルから信号を拒否する受信機の能力を示しています。これは、混雑した無線スペクトルなど、多くの信号が存在する状況で役立ちます。隣接するチャネル拒絶が良好なレシーバーは、近くの信号の影響を無視または軽減し、明確な通信を可能にすることができます。

結論

SINAD（シグナルと騒音と歪みの比率）は、単なる技術的な用語ではありません。これは、ラジオレシーバーが実際のコミュニケーションの問題にどれだけうまく対処できるかを理解するのに役立つ方法です。SINADは、エンジニアと技術者に、騒々しい状況でも、レシーバーが信号を明確に保つことができることを示す単純な数字を提供します。レシーバーがどれほど敏感であるかを確認することから、不要な信号をどれだけうまく除外できるかを評価することから、SINADは信頼できる無線システムの設計、テスト、およびメンテナンスに役立ちます。テクノロジーが発展し続けるにつれて、SINAD測定を理解し、使用することは、通信システムが現在、将来的に機能することを確認するための貴重な部分であり続けるでしょう。

よくある質問[FAQ]

1. Sinadが最高のケース値よりも3 dB低い周波数を教えてくれるのは何ですか？

SINADが最高のケース値よりも3 dB低い周波数は、受信者のパフォーマンスが低下し始めるポイントを示しています。この周波数は、ノイズと歪みが信号の品質に干渉し始める前に、受信機がまだうまく機能できる範囲を識別するのに役立ちます。

2. 12db Sinadとはどういう意味ですか？

12 dB Sinadとは、信号の強度がノイズと歪みと組み合わせると、ノイズと歪みだけよりも12デシベル高くなることを意味します。このレベルは、ラジオレシーバーが明確な信号をどの程度うまくピックアップできるかを確認するための標準として一般的に使用されます。それは、信号が使用可能なノイズと歪みに比べて十分に強いことを示しています。

3. SinadからENOBをどのように計算しますか？

SINADから有効数のビット数（ENOB）を見つけるには、この式：enob =（sinad -1.76） / 6.02を使用できます。このフォーミュラは、通常はデシベルで測定されるシナド値を、アナログからデジタルへのコンバーター（ADC）がアナログ信号をデジタルの信号に変えることができるかを表すビットの数に変換します。

4. Sinadは、セルラーおよびモバイル通信でどのように測定されますか？

セルラー通信およびモバイル通信では、SINADは既知の信号を受信機に送信し、出力をチェックして信号とともにノイズと歪みの量を確認することにより測定されます。このプロセスは、干渉がある可能性のある状況でレシーバーが信号をどの程度処理できるかを理解するのに役立ちます。これは、モバイルネットワークで通信を明確に保つために重要です。

5. ADCのSinadとは何ですか？

アナログ間コンバーター（ADC）のSINADは、ノイズと歪みを含む総信号の比率とノイズと歪みのみの比を指します。この測定により、ADCがアナログ信号をデジタル信号にどれだけうまく変換できるかがわかります。これは、より高いパフォーマンスとノイズと歪みからの干渉が少ないことを意味します。