Введение
Цифры, используемые для оценки производительности усилителя. Коэффициент шума (NF) и фактор шума (F) – это показатели, характеризующие ухудшение отношения сигнал/шум (SNR), вызванное компонентами в цепи передачи сигнала. Эти показатели используются для оценки производительности усилителя или радиоприемника, при этом более низкие значения свидетельствуют о лучшей производительности. Фактор шума определяется как отношение мощности выходного шума устройства к той его части, которая обусловлена тепловым шумом на входном сопротивлении при стандартной температуре шума T0 (обычно 290 К). Таким образом, фактор шума представляет собой отношение фактического выходного шума к шуму, который остался бы, если бы само устройство не вносило дополнительных шумов, что эквивалентно отношению входного SNR к выходному SNR. Фактор шума и коэффициент шума взаимосвязаны: фактор шума является безразмерным отношением, а коэффициент шума – логарифмом фактора шума, выраженным в децибелах (дБ).
Noise figure (NF) and noise factor (F) are figures of merit that indicate degradation of the signal to noise ratio (SNR) that is caused by components in a signal chain. These figures of merit are used to evaluate the performance of an amplifier or a radio receiver, with lower values indicating better performance. The noise factor is defined as the ratio of the output noise power of a device to the portion thereof attributable to thermal noise in the input termination at standard noise temperature T0 (usually 290 K). The noise factor is thus the ratio of actual output noise to that which would remain if the device itself did not introduce noise, which is equivalent to the ratio of input SNR to output SNR. The noise factor and noise figure are related, with the former being a unitless ratio and the latter being the logarithm of the noise factor, expressed in units of decibels (dB).
Общий
Уровень шума – это разница в децибелах (дБ) между выходной мощностью шума реального приемника и выходной мощностью шума "идеального" приемника с тем же общим усилением и полосой пропускания, когда приемники подключены к согласованным источникам при стандартной температуре шума T0 (обычно 290 К). Мощность шума от простой нагрузки равна kTB, где k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура нагрузки (например, резистора), а B – полоса измерений. Это делает уровень шума полезной характеристикой для наземных систем, где эффективная температура антенны обычно близка к стандартной 290 К. В этом случае приемник с уровнем шума, скажем, на 2 дБ лучше, чем другой, будет иметь отношение сигнал/шум на выходе примерно на 2 дБ выше. Однако в спутниковых системах связи, где приемная антенна направлена в холодное космическое пространство, эффективная температура антенны часто ниже 290 К. В этих случаях улучшение уровня шума приемника на 2 дБ приведет к улучшению отношения сигнал/шум на выходе более чем на 2 дБ. По этой причине для характеристики спутниковых приемников связи и малошумящих усилителей часто вместо уровня шума используется связанная с ним величина – эффективная температура шума. В гетеродиновых системах выходная мощность шума включает в себя паразитные составляющие, возникающие при преобразовании частоты зеркального сигнала, но вклад, обусловленный тепловым шумом на входном согласовании при стандартной температуре шума, учитывает только ту часть, которая появляется на выходе в результате основного преобразования частоты системы, исключая ту, которая появляется в результате преобразования частоты зеркального сигнала.
Фактор шума в зависимости от дополнительного шума
Коэффициент шума может быть выражен как функция дополнительной выходной мощности, отнесенной к выходу, и коэффициента усиления усилителя.