什麼是噪聲係數公式（噪聲係數是什麼）

2023-05-02 20:57:29 2

噪聲係數是一個數字，通過它可以指定放大器或無線接收器的噪聲性能。可以從放大器的信噪比開始。

假設我們把功率Ps的信號輸入放大器。當然，除了信號外，放大器的輸入端也會有一些噪聲，假設是Pn,in。因此，放大器的輸出將包括帶功率輸出Ps，out的信號和帶功率輸出Pn，out的噪聲。（也就是說放大器會把噪聲一併放大）

由於放大器有一定的增益，所以輸入端的信號和噪聲在輸出端增加。

為了表徵這種系統環境，在無線系統中有一個基本而重要的指標就是信噪比（SNR）。它只是信號功率與噪聲功率的比值。

也就是說可以這麼理解，在輸入端：SNR=Ps,in/Pn,in。 而在輸出端，SNR=Ps,out/Pn,out

在理想條件下，放大器輸入端的信噪比應等於放大器輸出端的信噪比，因為信號功率和噪聲功率都會被放大。

但在實際情況下，放大器輸出端的信噪比會小於輸入端的信噪比。

這個結果意味著，當信號通過任何微波組件時，信噪比總是會下降！

為什麼放大器輸出的信噪比要小，因為噪聲比信號功率增加得多。這種附加的噪聲是由放大器本身產生的。用噪聲係數表徵放大器產生的噪聲量。

在另一方面，噪聲水平增加更多的一個因素，噪聲係數的設備。因此，噪聲係數越小，設備或系統越好。

噪聲係數（NF:Noise figure）和噪聲因子（F: noise factor）是由射頻（RF: radio-frequency）信號鏈中的成分引起的信噪比（SNR）退化的度量。它是一個數字，通過它可以指定放大器或無線接收器的性能，值越低表示性能越好。

總之，有一個指標叫做「噪聲因子」，被定義為輸入信噪比和輸出信噪比之比，如下所示。

噪聲係數是噪聲因子的對數標度值，如下所示。

噪聲系統（NF） = 10*LOG（噪聲因子 F）

也就是說，噪聲係數是以分貝為單位測量的，噪聲因子是以線性單位測量的。

舉個噪聲係數例子

現在假設在接收鏈中有多個設備級聯，需要測量整個接收鏈的噪聲係數。

例如，對於下面的接收器鏈，每個設備的增益（或插入損耗）和噪聲係數由數據表給出。

或者像帶通濾波器這樣的無源器件，噪聲係數等於該器件的插入損耗。

第一步

從各自的數據表中列出所有設備的增益/損耗和噪聲係數。

第二步

使用以下公式計算從分貝到線性單位的給定損耗、增益或噪聲係數：

第三步

然後應用以下級聯噪聲係數公式：

F是接收到的噪聲因子。

F1是第一個設備的噪聲因子

G1是第一個設備線性單位的增益和損耗

F2是第一個設備的噪聲因子

G2是第二個設備線性單位的增益或損耗

以此類推

F = 1.58 (1.26-1)/0.63 (2-1)/(0.63*100) (1.58-1)/(0.63*100*0.5)

F = 2.03

第四步

在計算噪聲係數後，使用以下公式將其轉換為噪聲係數。

NF (dB) = 10 * LOG (2.03) = 3.07

就是這樣進行計算的。