Коэффициент шума

Коэффициент шума — отношение мощности шумов на выходе устройства при включенном на его входе активном сопротивлении, равном номинальному входному сопротивлению устройства, к мощности шумов на выходе, обусловленной тепловыми шумами только этого сопротивления

Коэффициент шума и шумовую температуру вводят для количественного описания шумовых свойств линейных трактов радиоприемных устройств, усилительных устройств, а также антенн и антенных решеток. Коэффициент шума показывает, во сколько раз уменьшается отношение сигнал/шум при прохождении смеси сигнала и шума через радиотракт. Различают дифференциальный коэффициент шума (мощность шумов подсчитывают в бесконечно узкой полосе частот, охватывающей данную частоту, что позволяет установить частотную зависимость шумовых свойств устройства) и интегральный коэффициент шума (учитывают мощность шумов в полосе пропускания системы «источник сигнала — устройство»).

Определение

Коэффициент шума (NF) измеряется в децибелах (дБ) и определяется по формуле

N F = 10 log 10 ⁡ S i / N i S o / N o , {displaystyle NF=10log _{10}{frac {S_{i}/N_{i}}{S_{o}/N_{o}}},}

где S i / N i {displaystyle S_{i}/N_{i}} — отношение сигнал/шум на входе радиотракта, а S o / N o {displaystyle S_{o}/N_{o}} — отношение сигнал/шум на его выходе

Часто также можно встретить эту же величину, но выраженную в безразмерных единицах. Такую величину называют «фактор шума» (F), и численно она связана с коэффициентом шума следующим выражением:

F = 10 N F 10 = S i / N i S o / N o {displaystyle F=10^{frac {NF}{10}}={frac {S_{i}/N_{i}}{S_{o}/N_{o}}}}

Коэффициент шума каскадного соединения

При каскадном соединении элементов, фактор шума системы вычисляется по следующей формуле:

F = F 1 + F 2 − 1 G 1 + F 3 − 1 G 1 G 2 + F 4 − 1 G 1 G 2 G 3 + ⋯ + F n − 1 G 1 G 2 G 3 ⋯ G n − 1 , {displaystyle F=F_{1}+{frac {F_{2}-1}{G_{1}}}+{frac {F_{3}-1}{G_{1}G_{2}}}+{frac {F_{4}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}}}+cdots +{frac {F_{n}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}cdots G_{n-1}}},}

где Fn фактор шума n-ого элемента, а Gn коэффициент усиления n-ого элемента, выраженный в относительных единицах.