A respeito de ruído e dos componentes de um sistema de comun...
Considere um amplificador de baixo ruído — LNA (low noise amplifier) — com figura de ruído igual a 1 dB e ganho de 30 dB, com sinal na entrada com potência de 1 pW e razão sinal ruído igual a 14 dB. Nesse caso, a potência do ruído na saída desse LNA será igual a - 73 dBm.
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Alternativa correta: C - certo
Tema central da questão: A questão aborda conceitos fundamentais de sistemas de comunicação, especificamente relacionados ao cálculo da potência de ruído na saída de um amplificador de baixo ruído (LNA). Isso é crucial em telecomunicações, pois o ruído afeta a qualidade do sinal e, consequentemente, a eficiência da comunicação.
Resumo teórico: Em sistemas de comunicação, o ruído é qualquer distúrbio que obscurece ou interfere na clareza do sinal. Um Low Noise Amplifier (LNA) é projetado para amplificar sinais de rádio frequência (RF) fracos enquanto introduz o mínimo de ruído possível. Dois parâmetros importantes para caracterizar um LNA são:
- Figura de Ruído (NF): Mede a degradação da razão sinal-ruído (SNR) causada por componentes do sistema de RF. É dado em decibéis (dB).
- Ganho: A relação entre a potência do sinal de saída e a potência do sinal de entrada, também expressa em dB.
Cálculo da potência do ruído: Para resolver a questão, podemos seguir os seguintes passos:
- Calcular a potência do sinal de entrada em dBm:
- Dado que a potência do sinal de entrada é 1 pW, convertemos para dBm utilizando a fórmula: PdBm = 10 log10(PW/1 mW). Assim, 1 pW = -90 dBm.
- Calcular a potência do sinal de saída:
- Com o ganho do LNA de 30 dB, a potência do sinal de saída é -90 dBm + 30 dB = -60 dBm.
- Determinar a potência do ruído na saída:
- A razão sinal-ruído (SNR) de entrada é 14 dB, portanto, a potência do ruído de entrada é 1 pW / 25,12 aproximadamente 0,0398 pW, ou -104 dBm.
- Com a figura de ruído do LNA de 1 dB, a SNR de saída é reduzida em 1 dB, e a potência do ruído de saída é -73 dBm (cálculo detalhado usando a fórmula de Friis).
O cálculo detalhado e o uso correto dos conceitos de ganho de amplificador e figura de ruído confirmam a assertiva correta.
Justificação da alternativa correta: A potência do ruído na saída do LNA é de fato -73 dBm quando analisamos os dados fornecidos e aplicamos as fórmulas e conceitos corretos. Isso confirma que a alternativa "C - certo" está correta.
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F.R. = SNRin / SNRout
1dB = 14dB - SNRout
SNRout = 13dB
SNRout = Psout / Prout --> onde: Psout = Potência do Sinal de Saída e Prout = Potência do Ruído de Saída
Psout = Psin x G --> onde: Psin = Potência do Sinal de Entrada e G = ganho do amplificador
Psin = 10.log(1e-12) = -120 dB = -90 dBm
Psout = -90 dBm + 30 dB = -60 dBm
Logo,
Prout = Psout - SNRout
Prout = -60 dBm - 13 dB = -73 dBm
Resposta: Certa
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