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सिनैड: परिभाषा, सूत्र और मापन गाइड

इस लेख में, आप सीखेंगे कि SINAD क्या मापता है और यह शोर और विरूपण दोनों को ध्यान में रखते हुए समग्र सिग्नल गुणवत्ता का मूल्यांकन कैसे करता है।आप देखेंगे कि स्वच्छ परीक्षण टोन लगाने से लेकर अवांछित घटकों को अलग करने और परिणामों को डेसीबल में परिवर्तित करने तक माप प्रक्रिया कैसे काम करती है।आप यह भी समझेंगे कि SINAD SNR, THD और ENOB से किस प्रकार भिन्न है।इसके अलावा, लेख यह बताता है कि संचार, ऑडियो और इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में आमतौर पर SINAD का उपयोग कहां किया जाता है।

कैटलॉग

चित्र 1. सिनाड सिग्नल तुलना आरेख

सिनाड क्या है?

SINAD (सिग्नल-टू-शोर और विरूपण अनुपात) किसी डिवाइस या रिसीवर द्वारा पेश किए गए संयुक्त शोर और विरूपण के साथ वांछित आउटपुट की तुलना करके सिग्नल की शुद्धता को मापता है।जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एक स्वच्छ संचरित सिग्नल में केवल मुख्य टोन होता है, जबकि प्राप्त आउटपुट में अक्सर हार्मोनिक्स और पृष्ठभूमि शोर शामिल होता है जो समग्र सिग्नल स्पष्टता को कम करता है।डेसिबल (डीबी) में व्यक्त, SINAD सिग्नल गुणवत्ता, रिसीवर संवेदनशीलता और संचार और ऑडियो सिस्टम के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने का एक सटीक तरीका प्रदान करता है।

SINAD मापन प्रणाली आरेख

चित्र 2. SINAD मापन प्रणाली आरेख

उपरोक्त चित्र एक मानक SINAD माप सेटअप को दर्शाता है, जिसमें दिखाया गया है कि परीक्षण के दौरान प्रत्येक चरण सिग्नल को कैसे संसाधित करता है।एक विशिष्ट SINAD माप सेटअप में शामिल हैं:

• सिग्नल जनरेटर - एक स्वच्छ संदर्भ टोन उत्पन्न करता है

• परीक्षणाधीन उपकरण (डीयूटी) - आमतौर पर एक रेडियो रिसीवर, एम्पलीफायर, या एडीसी

• बैंडपास या नॉच फ़िल्टर - आवृत्ति को अलग करता है या हटाता है

• ऑडियो विश्लेषक / सिनैड मीटर - कुल शोर और विरूपण को मापता है

• आउटपुट मॉनिटरिंग - परीक्षण के दौरान सिग्नल पावर की पुष्टि करता है

सिनाड फॉर्मूला

SINAD के लिए मानक समीकरण है:

कहाँ:

• संकेत - वांछित स्वर

• शोर - पृष्ठभूमि या थर्मल शोर

• विरूपण - हार्मोनिक्स और गैर-रैखिकताएं

कुछ विश्लेषक शक्ति-आधारित प्रपत्र का उपयोग करते हैं:

उच्च SINAD का मतलब है कि शोर और विरूपण कुल आउटपुट का केवल एक छोटा सा हिस्सा दर्शाता है, जो बेहतर सिस्टम प्रदर्शन को दर्शाता है।

सिनाड कैसे काम करता है?

SINAD यह मापकर काम करता है कि किसी उपकरण या रिसीवर से गुजरने के बाद एक साफ सिग्नल के साथ कितना अवांछित शोर और विरूपण दिखाई देता है।शुरू करने के लिए, परीक्षण के तहत डिवाइस में एक साफ परीक्षण टोन इंजेक्ट किया जाता है (डीयूटी), यह सुनिश्चित करते हुए कि आउटपुट में कोई भी बदलाव सिस्टम से ही आता है।विश्लेषक तब आउटपुट स्पेक्ट्रम की जांच करता है और इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा पेश किए गए सिग्नल, किसी भी हार्मोनिक विरूपण और ब्रॉडबैंड शोर की पहचान करता है।

इसके बाद, एक नॉच फिल्टर या डिजिटल एल्गोरिदम टोन को हटा देता है, केवल शोर और विरूपण घटकों को पीछे छोड़ देता है।यह फ़िल्टर किया गया परिणाम दिखाता है कि सिस्टम के माध्यम से चलते समय मूल सिग्नल कितना ख़राब हो गया है।अंत में, विश्लेषक डेसिबल (डीबी) में SINAD मान की गणना करने के लिए शेष शोर + विरूपण की तुलना कुल आउटपुट सिग्नल से करता है।

क्योंकि SINAD शोर और सभी प्रकार की विकृति दोनों के लिए जिम्मेदार है, यह वास्तविक सिग्नल गुणवत्ता की एक यथार्थवादी और व्यापक तस्वीर पेश करता है।यह इसे रिसीवर की संवेदनशीलता, ऑडियो निष्ठा और एडीसी और अन्य संचार या सिग्नल-प्रोसेसिंग उपकरणों के गतिशील प्रदर्शन के मूल्यांकन में मूल्यवान बनाता है।

SINAD को कैसे मापा जाता है?

यह समझने के बाद कि SINAD कैसे काम करता है, अगला कदम यह जांचना है कि व्यवहार में SINAD को कैसे मापा जाता है।नीचे दिया गया चित्र एक विशिष्ट SINAD माप सेटअप को दर्शाता है और दिखाता है कि उपकरण के प्रत्येक चरण के माध्यम से सिग्नल कैसे चलता है।

चित्र 3. SINAD मापन ब्लॉक आरेख

चरण 1: एक ज्ञात परीक्षण टोन लागू करें

आप अपने सिग्नल जनरेटर से रिसीवर में एक साफ, ज्ञात परीक्षण सिग्नल खिलाकर SINAD माप शुरू करते हैं।यह आमतौर पर ऑडियो परीक्षण के लिए 1 किलोहर्ट्ज़ टोन या संचार प्रणालियों के लिए मॉड्यूलेटेड आरएफ वाहक होता है।नियंत्रित इनपुट का उपयोग करके, आप यह सुनिश्चित करते हैं कि बाद में आपके द्वारा मापा गया कोई भी शोर या विरूपण परीक्षण के तहत डिवाइस (डीयूटी) से आता है, न कि स्रोत से।

चरण 2: आउटपुट सिग्नल कैप्चर करें

एक बार जब परीक्षण सिग्नल रिसीवर से गुजरता है, तो आप पूर्ण आउटपुट को मापते हैं, जिसमें मुख्य सिग्नल, हार्मोनिक विरूपण और सर्किटरी द्वारा जोड़ा गया कोई भी थर्मल या विद्युत शोर शामिल होता है।यह आपको एक स्पष्ट दृश्य देता है कि रिसीवर मूल स्वर को कैसे बदलता है और SINAD मीटर को इंटरमॉड्यूलेशन और अन्य अवांछित घटकों का पता लगाने की अनुमति देता है।आरेख में, यह "सिग्नल + शोर + विरूपण" माप पथ से मेल खाता है।

चरण 3: टोन हटाएँ

शोर और विरूपण को अलग करने के लिए, आप आउटपुट को एक नॉच फिल्टर के माध्यम से रूट करते हैं जो मुख्य परीक्षण टोन को हटा देता है।अवांछित घटकों को अछूता छोड़ते हुए फ़िल्टर आवृत्ति को तेज़ी से दबा देता है।यह आपको केवल शोर + विरूपण का साफ़ माप देता है, जैसा कि चित्र के दूसरे पथ में दिखाया गया है।

चरण 4: SINAD अनुपात की गणना करें

दोनों मापों को कैप्चर करने के बाद, अब आप शोर + विरूपण स्तर की तुलना सिग्नल + शोर + विरूपण वाले पूर्ण आउटपुट से कर सकते हैं।यह तुलना दर्शाती है कि रिसीवर का कितना आउटपुट स्वच्छ, प्रयोग करने योग्य सिग्नल बनाम अवांछित कलाकृतियों वाला है।यदि शोर और विरूपण अधिक है, तो SINAD मान कम हो जाता है, जो कम सिग्नल गुणवत्ता का संकेत देता है।

चरण 5: परिणाम को डेसिबल में बदलें

अंत में, आप विभिन्न प्रणालियों में प्रदर्शन की तुलना करना आसान बनाने के लिए SINAD अनुपात को डेसीबल (dB) में परिवर्तित करते हैं।डीबी का उपयोग करने से आपको रिसीवर की संवेदनशीलता, ऑडियो स्पष्टता और समग्र डिवाइस प्रदर्शन का त्वरित आकलन करने में मदद मिलती है।उच्च SINAD मान का अर्थ है कि आपका सिस्टम कम विरूपण के साथ बेहतर सिग्नल शुद्धता प्रदान कर रहा है।

SINAD को प्रभावित करने वाली समस्याएं

कई कारक SINAD प्रदर्शन को कम कर सकते हैं:

• विद्युत शोर (थर्मल शोर, ईएमआई, हस्तक्षेप)

• एम्पलीफायरों या एडीसी गैर-रैखिकता से हार्मोनिक विरूपण

• आरएफ ऑसिलेटर्स में चरण शोर

• रिसीवर्स में अपर्याप्त फ़िल्टरिंग

• ग्राउंडिंग और परिरक्षण मुद्दे

• बैंडविड्थ सीमाएँ

• प्रतिबाधा बेमेल

SINAD बनाम SNR बनाम THD बनाम ENOB

SINAD, SNR, THD, और ENOB संबंधित माप हैं, लेकिन प्रत्येक सिग्नल गुणवत्ता का एक अलग तरीके से वर्णन करता है।उनके अंतरों को समझने से यह जानना आसान हो जाता है कि परीक्षण या विश्लेषण के लिए किस मीट्रिक का उपयोग किया जाए।नीचे दी गई तालिका संक्षेप में बताती है कि वे कैसे तुलना करते हैं।

पहलू	सिनाड	एसएनआर	टीएचडी	ईनोब
परिभाषा	अनुपात संयुक्त शोर और विरूपण के संकेत का	अनुपात केवल शोर के संकेत के लिए	अनुपात हार्मोनिक्स से मौलिक तक	प्रभावी सिनाड से प्राप्त संकल्प
प्राथमिक फोकस	कुल गतिशील प्रदर्शन	शोर पवित्रता	रैखिकता और हार्मोनिक विरूपण	यथार्थवादी बिट प्रदर्शन
आउटपुट इकाई	डीबी	डीबी	डीबी या %	बिट्स
विश्लेषण बैंडविड्थ	संपूर्ण डीसी को छोड़कर वर्णक्रमीय सामग्री	शोर केवल बैंड	सुरीला आवृत्तियाँ	आधारित SINAD बैंडविड्थ पर
शोर समावेशन	हाँ	हाँ	नहीं	अप्रत्यक्ष
विकृति समावेशन	सब प्रकार	कोई नहीं	हार्मोनिक्स	अप्रत्यक्ष
मापन विधि	एफएफटी शोर + विरूपण निष्कर्षण के साथ	एफएफटी हार्मोनिक्स को छोड़कर	एफएफटी हार्मोनिक आयाम मापना	गणना की गई सूत्र का उपयोग करना
आवश्यक परीक्षण संकेत	शुद्ध पूर्ण पैमाने के निकट टोन	वही सिनाड के रूप में स्वर	शुद्ध साइन	अनुसरण करता है सिनाड परीक्षण
आवश्यक इंस्ट्रुमेंटेशन	उच्च-रिज़ॉल्यूशन एफएफटी विश्लेषक	स्पेक्ट्रम विश्लेषक या एडीसी एफएफटी	सुरीला माप सेटअप	कैलकुलेटर केवल
अनुप्रयोग	एडीसी/डीएसी सत्यापन, आरएफ रिसीवर, ऑडियो	कम शोर एम्पलीफायर परीक्षण, एडीसी शोर तल	प्रवर्धक रैखिकता, ऑडियो शुद्धता	कनवर्टर चयन और डिज़ाइन बजटिंग

SINAD के अनुप्रयोग

आरएफ और वायरलेस संचार

SINAD का उपयोग व्यापक रूप से आरएफ और वायरलेस सिस्टम में यह मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है कि कोई रिसीवर कमजोर संकेतों का कितनी अच्छी तरह पता लगा सकता है।यह डिमॉड्यूलेशन के बाद कितना शोर और विरूपण मौजूद है, यह दिखाकर रिसीवर की संवेदनशीलता निर्धारित करने में मदद करता है।यह वातावरण में समग्र आरएफ प्रदर्शन का आकलन करने के लिए SINAD को एक प्रमुख मीट्रिक बनाता है।

एडीसी और डीएसी विशेषताएँ

परीक्षण के दौरान ADCs और DACs की रैखिकता और सटीकता की जांच करने के लिए कई लोग SINAD का उपयोग करते हैं।यह दिखाता है कि कितना शोर और विरूपण कनवर्टर के आउटपुट को प्रभावित करता है।SINAD का विश्लेषण करके, आप डिवाइस का वास्तविक उपयोग करने योग्य रिज़ॉल्यूशन निर्धारित कर सकते हैं।

ऑडियो उपकरण परीक्षण

SINAD एम्पलीफायरों, मिक्सर और रिकॉर्डिंग उपकरणों जैसे उपकरणों में ऑडियो संकेतों की स्पष्टता और शुद्धता को मापता है।यह अवांछित विकृति और पृष्ठभूमि शोर को उजागर करता है जो ध्वनि की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।इस मीट्रिक से, आप सत्यापित कर सकते हैं कि ऑडियो सिस्टम स्वच्छ और सटीक आउटपुट देते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन

SINAD इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के भीतर फ़िल्टरिंग, ग्राउंडिंग और परिरक्षण में मुद्दों की पहचान करने में मदद करता है।सिग्नल गुणवत्ता का विश्लेषण करके, यह लेआउट को अनुकूलित कर सकता है और अवांछित हस्तक्षेप को कम कर सकता है।यह ऑपरेशन के दौरान अधिक स्थिर और विश्वसनीय सिस्टम प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

मापन उपकरण अंशांकन

SINAD का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाता है कि विश्लेषक, रेडियो और परीक्षण उपकरण अपनी निर्दिष्ट सटीकता के भीतर प्रदर्शन करते हैं।यह सत्यापित करता है कि शोर और विरूपण का स्तर स्वीकार्य सीमा के भीतर रहता है।SINAD का उपयोग करके नियमित अंशांकन सुसंगत और भरोसेमंद माप परिणाम सुनिश्चित करता है।

निष्कर्ष

SINAD सिग्नल गुणवत्ता के एक व्यापक संकेतक के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह एक ही माप में शोर और विरूपण दोनों के लिए जिम्मेदार है।प्रक्रिया के विस्तृत चरण दिखाते हैं कि एक सिस्टम एक स्वच्छ इनपुट को कैसे संशोधित करता है और ये परिवर्तन प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं।अन्य मेट्रिक्स के साथ इसकी तुलना गतिशील व्यवहार के मूल्यांकन में SINAD द्वारा प्रदान किए जाने वाले विशिष्ट मूल्य को स्पष्ट करती है।विभिन्न अनुप्रयोग परीक्षण, अंशांकन और विश्वसनीय इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के डिजाइन में इसके महत्व को प्रदर्शित करते हैं।