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Capitolo 3 Rumore Introdotto dai Dispositivi Elettronici In questo capitolo sono descritte le principali fonti del processo di rumore presenti nei sistemi di telecomunicazione, e di come ne venga tenuto in considerazione in fase progettuale. Vedremo che il rumore è modellato matematicamente come un segnale aleatorio, da cui è possibile calcolare la potenza media, utile nel calcolo del rapporto segnale-rumore caratterizzante il sistema di trasmissione. Principalmente tratteremo il rumore termico in quanto in ogni collegamento tra modulatore e demodulatore avremo sempre a che fare con questa forma di rumore. 3.1 Rumore Termico Ogni elemento conduttore è caratterizzato da perdite resistive, che circuitalmente indichiamo con R. Un resistore che si trova ad una temperatura superiore allo zero Kelvin (0 ◦ K) produce ai suoi capi una tensione rumorosa misurabile a circuito aperto. Tale tensione rumorosa è dovuta all’agitazione termica degli elettroni che si muovono in modo caotico all’interno della resistenza. La resistenza rumorosa, Rn, è possibile rappresentarla equivalentemente come un resistore non rumoroso in serie ad un generatore di tensione, figura 3.1. Il generatore produce un segnale aleatorio di tensione, v(t), la cui densità spettrale di potenza media è Pv,v(f) = 2Rh|f| e h|f| kT − 1 (3.1) dove h è la costante di Plank, uguale a 6.63 · 10 −34 , T è la temperatura del resistore espressa in gradi Kelvin e k è la costante di Boltzmann, uguale a 22
Facoltà di Ingegneria 23 1.38 · 10 −23 . La trasformazione che consente di esprimere una temperatura da gradi centigradi a gradi kelvin è la seguente T◦ k = T◦ C + 273. (3.2) Inoltre la temperatura T = 17 ◦ C corrispondente a T = 290K è indicata come temperatura ambiente T0. Se si considera a temperatura ambiente la condizione h|f| kT0 Figura 3.1: Resistenza rumorosa e rappresentazione equivalente
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