Ricevitori a pseudo-correlazione, caratteristiche di rumore

Documenti analoghi
Ricevitori a pseudo-correlazione, caratteristiche di rumore

Ricevitori a pseudocorrelazione

Corso di Radioastronomia 1

Architetture di ricevitori coerenti a microonde

Misure e requisiti sperimentali di misure di anisotropia del fondo cosmico

Caratterizzazione in laboratorio di componentistiche a microonde

Caratterizzazione dei Ricevitori a Microonde di PLANCK LFI (Low Frequency Instrument)

Approfondimenti di cosmologia

Corso di Radioastronomia 1

Introduciamo la strategia generale per misurare le anisotropie del. foregrounds in misure di anisotropia di fondo cosmico

SENSIBILITÀ DI UN RICEVITORE NEL FUNZIONAMENTO A SINGOLA E DOPPIA RICEZIONE. ( )

Corso di Radioastronomia 1

Corso di Radioastronomia 1

Introduzione al laboratorio di strumentazione spaziale I e II

Introduzione al laboratorio di strumentazione spaziale (I e II)

TECNOLOGIE DELLA TRASMISSIONE OTTICA Anno accademico Il sistema di comunicazioni ottiche. Pierpaolo Boffi

Introduzione alla strumentazione di laboratorio norme di sicurezza

Sistemi di Telecomunicazione

RUMORE. i(t) Figure 1:

Caratterizzazione dei Ricevitori a Microonde di PLANCK LFI (Low Frequency Instrument) Dott.ssa P. Battaglia, Dott. C. Franceschet

Misure e requisiti sperimentali di misure di spettro e anisotropia del fondo cosmico

A.R.I. Sezione di Parma NOISE

Segnale Analogico. Forma d onda continua

Capitolo 1. Sistemi a microonde

Misure con l oscilloscopio (e non) su circuiti con amplificatori operazionali

PROGETTAZIONE DIDATTICA ANNUALE

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica (Laurea on Line)

Fondamenti di sistemi WCDMA e misure per la caratterizzazione di trasmettitori WCDMA

Manuale per la progettazione dei circuiti elettronici analogici di bassa frequenza

Parametri del noise. Un resitore rumoroso puo essere rappresentato o da un generatore di tensione ( Thevenin ) o da un generatore di corrente( Norton)

SCR543IT. Famiglia MSW 5 IN Active. Caratteristiche principali

5. Amplificatori. Corso di Fondamenti di Elettronica Fausto Fantini a.a

Struttura Analizzatore di Reti

ovvero la DC indesidrata più la componente continua dell onda quadra e tutte le sue armoniche. Da Fourier si pone: a 0 = 2 T

Struttura Analizzatore di Reti

Modulazione, rigenerazione e multiplazione ottica

In questa sezione si affronteranno i seguenti argomenti: Introduzione agli amplificatoriottici. Amplificatori ottici ad Erbio (EDFA)

Corso di Radioastronomia 1

I concetti di risoluzione e selettività

ANALIZZATORE DI RETI

Appunti di ELETTRONICA Amplificatore operazionale (amp. Op oppure A. O.) - +

Amplificatori operazionali

Laboratorio di Fisica Moderna Cosmologia

Feed coassiale a doppia frequenza banda P/L

Scuola Superiore Sant Anna

TECNOLOGIE DELLA TRASMISSIONE OTTICA Anno accademico BER e Power Budget. Pierpaolo Boffi

Sensori Introduzione. Ingegneria e Tecnologie dei Sistemi di Controllo. Sommario. Parte 1. Parte 2 TRASDUTTORI, SENSORI ED ATTUATORI

Indice. Cap. 1 Il progetto dei sistemi elettronici pag. 1

L amplificatore operazionale

Comunicazioni Elettriche II

Elettronica analogica: cenni

Corso di Radioastronomia 2

Ingegneria e Tecnologie dei Sistemi di Controllo. Sensori Introduzione. Ing. Andrea Tilli. Revisionato: 27/09/2004

Calcolo numerico per utilizzare i residui di udito

Michele Scarpiniti. L'Amplificatore Operazionale

In elettronica un filtro elettronico è un sistema o dispositivo che realizza

Elaborazione del segnale per la trasmissione e la memorizzazione efficiente dell informazione

A.R.I. - Sezione di Parma. Corso di preparazione esame patente radioamatore 2018 IL DECIBEL. Carlo Vignali, I4VIL

Circuiti Elettrici Capitolo 6 Circuiti con amplificatori operazionali

Corso di Radioastronomia 1

Misure di spostamento

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni Progetto di Sistemi di Trasmissione :

Sezione A - Ramo "Elettronica" Prova del 23 Novembre 2004

Conversione analogico-digitale

Esercizio 1 (10 punti)

Fascio di antenna, spettro di corpo nero, temperatura di brillanza e di antenna

Elettronica per telecomunicazioni

2010 Esercitazioni di Strumentazione Virtuale

SISTEMI ELETTRONICI A RF (A.A )

ANALISI E CLASSIFICAZIONE DI SEGNALI RADAR SU BASE SPERIMENTALE

Reti in fibra ottica. Seconda esercitazione Esercizi sul Progetto di Sistemi di Trasmissione

IL TELESCOPIO DI PLANCK E LFI. Fabrizio Villa INAF / IASF - Bologna

Amplificatore Operazionale

- Elettrometro - Nanovoltmetro - Picoamperometro. Strumentazione ad alta sensibilità p.1/22

Informatica. Caratterizzazione del canale I simboli emessi dalla sorgente passano attraverso un canale di trasmissione.

Corso di ELETTRONICA II modulo. Ingegneria Clinica, Ingegneria Biomedica e Ingegneria dei Sistemi. Prof. Domenico Caputo. Esame del 19 febbraio 2009

6. Amplificatori di potenza

ETLCE - A5 03/10/ /10/ ETLCE - A DDC 03/10/ ETLCE - A DDC. V o = k 1 log(k 2 (V i +k 4 )) + k 3

Marco Listanti. Parte 4. DIET Dept

01CXGBN Trasmissione numerica. parte 11: modulazione 2-PAM

Filtri passivi Risposta in frequenza dei circuiti RC-RL-RLC

Introduzione. Il rumore spesso e causato da sorgenti esterne al sistema elettronico che stiamo studiando:

(HIGH) 0 (LOW) Porte logiche. Porte Logiche. L inverter. Rappresentazione dei segnali

DIGITALE TERRESTRE. Non Solo Televisione

INDICE. 1 DESCRIZIONE pg VISTA DISPOSITIVO pg CARATTERISTICHE TECNICHE pg DESCRIZIONE CIRCUITALE pg. 5-6

Sistemi di Elaborazione delle Informazioni

Componenti Ottici passivi

44) Applicando una tensione di 100 V su una resistenza di 0,050 KΩ, quanto sarà la potenza dissipata a) 20W b) 200W c) 2W

Soluzioni Gallerie DAB PLUS DUE POSSIBILI SOLUZIONI

4 Amplificatori operazionali

(HIGH) 0 (LOW) Porte logiche. Porte Logiche. L inverter. Rappresentazione dei segnali

SVILUPPO DI TECNOLOGIE AVANZATE NEL RADIO E NELLE MICROONDE

Ricevitori per la Radioastronomia

Strumentazione di laboratorio Edoardo Milotti Corso di Metodi di Trattamento del Segnale

Un filtro Passa-Basso consente alle frequenze che precedono il punto chiamato frequenza di taglio f c (cutoff frequency) di passare attraverso di

Corso di Reti di Telecomunicazione. Progetto del sistema di trasmissione ottico

Transcript:

Ricevitori a pseudo-correlazione, caratteristiche di rumore Aniello Mennella Università degli Studi di Milano Dipartimento di Fisica

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione Cielo Segnale di riferimento

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione Cielo x(t) y(t) Segnale di riferimento Un accoppiatore (detto ibrido ) accoppia i due segnali sfasando di 180 metà di uno dei due segnali

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione Cielo Segnale di riferimento Due amplificatori amplificano i segnali risultanti (qui assumiamo che gli amplificatori non introducano sfasamento o che lo sfasamento sia lo stesso per tutti e due gli amplificatori)

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione Cielo y(t) Segnale di riferimento

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione Cielo Segnale di riferimento Se g1 = g2 = g si ha che

L'idea di base del ricevitore a pseudo-correlazione L'idea alla base del ricevitore è che sia il segnale del cielo che quello del riferimento vengono amplificati da entrambi gli amplificatori, per cui le fluttuazioni di guadagno saranno correlate sia nel segnale del cielo che nel segnale di riferimento cosi' che nella differenza vengono cancellate

Sensibilità del ricevitore a pseudocorrelazione La sensibilità di un ricevitore a pseudo-correlazione è sqrt(2) migliore del ricevitore Dicke switched in quanto il cielo viene continuamente osservato Inoltre nel ricevitore a pseudo correlazione non vi sono componenti attivi a monte del primo stadio di amplificazione, ma solo componenti passivi (l'antenna, il trasduttore di ortomodo (OMT) e il primo ibrido, che possono essere realizzati con perdite resistive molto basse I ricevitori di WMAP e Planck-LFI sono ricevitori a pseudo-correlazione basati su un design molto simile

Caratteristiche di rumore Un ricevitore ideale sarebbe caratterizzato da un rumore bianco ovvero con uno spettro piatto (uguale potenza a tutte le frequenze) Segnale nel dominio del tempo

Caratteristiche di rumore Un ricevitore ideale sarebbe caratterizzato da un rumore bianco ovvero con uno spettro piatto (uguale potenza a tutte le frequenze) Spettro (dominio delle frequenze)

Caratteristiche di rumore In realtà esiste sempre una componente a bassa frequenza che è il risultato di fluttuazioni di guadagno correlate. È il cosiddetto rumore 1/f perché la potenza cresce al decrescere della frequenza Segnale nel dominio del tempo

Caratteristiche di rumore In realtà esiste sempre una componente a bassa frequenza che è il risultato di fluttuazioni di guadagno correlate. È il cosiddetto rumore 1/f perché la potenza cresce al decrescere della frequenza Spettro nel dominio delle frequenze

Frequenza di ginocchio È la frequenza alla quale i contributi del rumore bianco e del rumore 1/f si eguagliano.

Frequenza di ginocchio La frequenza di ginocchio deve essere la più bassa possibile, idealmente nulla, in realtà inferiore alla frequenza di spin del satellite Se allora si può supporre che qualunque variazione del segnale in un singolo cerchio sia determinata dal cielo (a parte il rumore bianco). Eventuali differenze fra un cerchio e il successivo sono degli offset che possono facilmente essere riconosciuti e rimossi Se è possibile ancora normalizzare l'effetto utilizzando algoritmi di destriping

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - Planck-LFI

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - Planck-LFI L'amplificazione del segnale viene divisa in due stadi: uno freddo (per ottimizzare le proprietà di rumore degli amplificatori) ed uno caldo. La divisione è necessaria per non sovraccaricare termicamente la parte fredda dello strumento A valle del secondo stadio di amplificazione troviamo un filtro, il diodo, un amplificatore DC e l'elettronica di digitalizzazione del segnale (a 14 bit) ed una parte elettronica di trattamento digitale e pacchettizzazione del segnale

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - Planck-LFI Poiché lo sbilanciamento fra il segnale del cielo (~2.73 K) e quello di riferimento (~4.5 K) non è ottimale, la differenza viene effettuata utilizzando un opportuno fattore di modulazione di guadagno (gain modulation factor) Dove il fattore r viene scelto in modo da azzerare (in media) P out, ovvero

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - Planck-LFI Questa immagine mostra che sia utilizzando la differenza diretta che quella con modulazione di guadagno le fluttuazioni 1/f vengono in gran parte rimosse Utilizzando il parametro di modulazione di guadagno, però, la rimozione è più efficace.

Lo strumento Planck LFI LFI focal plane unit (20 K) Composite waveguides 50 K 100 K 150 K Thermal interfaces (V-Grooves) Back-end 300 K

Lo strumento Planck LFI Telescope (50 K) LFI-HFI se co n da ry m irr or mirror y r a m i pr 50 K 100 K 150 K V-grooves Service Module (300 K)

Lo strumento Planck LFI Antenne affacciate ai reference load a 4 K OMT Feed horn corrugato Guide d'onda composite Back-end module (amplificatore - filtro - diodo) Front-end module (hibrido amplificatori phase switch - ibrido)

Lo strumento Planck LFI

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - WMAP

Esempio reale di ricevitore a pseudo-correlazione - WMAP Lo schema dei ricevitori di WMAP è simile a quello di LFI. Le principali differenze sono: 1. Il segnale di riferimento è costituito dal segnale del cielo proveniente da un direzione diversa 2. I phase switch sono posti a valle del secondo stadio di amplificazione (nella parte calda)