什么是噪声系数?噪声系数的公式有源设备内部都是会产生噪声的,一个载噪比为(C/N)i的信号通过有源设备后载噪比会变坏成为(C/N)o,变坏的原因是输出信号中除了有被放大了的输入信号中的噪声以外,还要加上设备本身产生的噪声 。
输入载噪比和输出载噪比之比就是设备的噪声系数,用F来表示:
也可以用dB来表示:
进一步分析噪声系数的意义,当设备的增益为G倍时:
低噪声放大器中,噪声系数(Nf)大好还是小好噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比 。
你也可以这样认为,噪声系数是输出信噪比相对于输入信噪比的损失 。NF=1.5dB就是输出信噪比比输入信噪比损失了1.5dB 。NF=1dB就是输出信噪比比输入信噪比损失了1dB 。这个损失越小越好,因此噪声系数越小越好 。
噪声系数与最小噪声系数有什么关系衡量关系 。噪声系数与最小噪声系数是衡量关系,把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响 。噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数 。
噪声系数的推导 当放大器对信号进行放大时,必然要降低入射信号的信噪比,可以用放大器的噪声系数F来表征这种影响的大小 。最原始噪声因子公式定义为放大器输入端信噪比和输出端信噪比的比值
这里的SNR指的是将光信号转换成电信号的信噪比 。一般来说,F与探测器的点噪声和热噪声有关 。
我们可以在点噪声极限的理想探测器情况下求出F的表达式 。输入信号的SNR为
式中,Pin为入射信号光功率,I=RPin表示平均光电流,R=q/hv为理想探测器(量子效率为1)的响应度,为探测器的点噪声,Δf为探测器的带宽
在求放大器输出信号的SNR时,应考虑到放大器自发辐射对探测器噪声的贡献,ASE导致的噪声近似为白噪声,噪声功率谱密度为
其中,为自发辐射系数(因子)或反转数因子,对于二能级系统,它等于激发态的粒子数除以激发态和基态粒子数的差值
自发辐射对放大器输出功率的影响在于探测过程中它引起光电流漂移,研究表明这种影响主要来源于自发辐射和信号的差拍噪声,这样在放大器出端探测器上的噪声为
其中,第一项表示点噪声,第二项表示自发辐射-信号差拍噪声,为了简化我们忽略了其他的噪声 。
当G远远大于1时可得出,放大器的噪声指数为
上式是基于光子数波动(photon number fluctuations, pnf),即
但是,该式不能计算级联情况下的噪声系数,且放大器出端探测器上的噪声只考虑了两项,并不准确,因为信号光子数并不总是那么大 。因此H. A. Haus等人对标准的噪声系数做了推广
将SNR定义为信号功率(或者能量)除以信号幅度的均方涨落(mean square fluctuation)
以场振幅平方(field amplitudes squared, fas)形式的噪声系数为
这种噪声系数是信号无关的,然而无法直接测量 。一个变化形式的拓展噪声系数公式给出如下
该式有三个优点
公式与公式是一致的,
噪声分析计算公式是怎样计算的【接收机噪声系数 噪声系数】噪音计算公式dB = 10 log ? (? 为音能比值,? 与距离 r 平方成反比) 。
公式表示为:噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比,单位常用“dB” 。
在放大器的噪声系数比较低的情况下,通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示 。
放大电路不仅把输入端的噪声放大,而且放大电路本身也存在噪声 。所以,其输出端的信噪比必小于输入端信噪比 。在放大器中,内部噪声与外部噪声愈小愈好 。放大电路本身噪声越大,它的输出端信噪比越小于输入端信噪比,NF就越大 。
Lpi——第i个噪声源在受声点P出的声级;
Lwi——第i个噪声源的声功率级;
Lp总——受声点P出的总声级;
ΔL1——噪声随传播距离的衰减;
ΔL2——噪声被空气吸收的衰减;
ΔL3——墙壁屏障效应衰减;
ΔL4——户外建筑物屏障效应衰减 。
扩展资料:
此外,噪声系数还具有下列特点:
(1)此参数不包括负载对输出噪声的贡献 。
(2)噪声系数密切依赖于信号源的内阻 。
(3)无噪声二端口的噪声系数为1 。
(4)一个含噪声二端口总是会将其自身噪声添加到信号源的噪声,这种贡献可用(F-1)来估计 。换言之,噪声系数总大于1 。
(5)如果没有信号源内部阻抗的信息,噪声系数的概念是没有意义的 。
(6)相对于S/N,噪声系数更便利于测量和计算,因为没有必要知道信号的振幅 。此外,由噪声系数的表达式可推导m信号源电阻的最优值,而对于S/N,信号源电阻最优值是零 。
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