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问一个有关噪声系数的问题

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今天被人问的,假设一个元件的噪声系数是2.55db,输入信噪比为20db,那么输出信噪比是多少?我觉得根据定义应该是17.5db,有没有问题?请高人点评?

按定义是没问题,也就是NF=(Sin/Nin)/(Sout/Nout),但一般噪声系数的Nin隐含条件是KT0B,常温下是-174dBm/Hz+10log10(B). 回到你的问题,如果信噪比20的噪声是KTB的话,输出信噪比(20-2.55)dB。但是信噪比噪声如果不是KT0B的话,比如天线下来经过一级放大后到你这个器件的输入信噪比20dB,那输出信噪比就不是这么算的。好好看看级联的噪声系数你就会有体会的。

我想王子问这个问题还没考虑到级联上来吧
不过搞技术就该想全面点
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我就是想说那个噪声系数公式容易迷惑人,一定要看到其隐含条件,刚学很多人多数会弄错的。器件的噪声系数一般是以KT0B输入源测试的得到的值,那个公式不是任意噪声输入都可以。弄清楚了这个很容易明白的。如果能够看懂级联噪声系数也会看明白的。

我的理解是,NF的定义通常是输入级以一个50ohm的参考热噪声为基准来定义的
(就是你说的KT0B)
如果前级的输出阻抗不是这么大,那么这一级的NF是不能直接加上去的。。。

依据噪声系数NF的官方定义,噪声系数等于:在指定定频点,输入噪声为白噪声(Nin=KBT),标准温度T0下,输出噪声Nout与输入噪声Nin增益的比值NF=Nout/(G*Nin),其中输出噪声Nout等于输入噪声Nin乘以放大增益G再叠加元器件内部产生的噪声Na,即Nout=Na + Nin*G.
一般说来, 在指定频率单位带宽下,元器件内部产生的叠加噪声Na,可以认为是不随输入噪声功率的变化而变化的,所以我们可以这样理解,告诉了指定频率下噪声系数NF,等于告诉了器件在指定频点下的内部噪声Na,其计算公式为:Na=(NF-1)*KBGT0(如果提供的参数是噪声温度而不非噪声系数,道理也一样,这里有NF=1+Te/T0);接着,我们就可以根据增益G放大和噪声叠加,分别算出输出端的信号功率和噪声功率,从而求出输出端的比值来:(S/N)out = (Sin*G)/(Nin*G+Na)=[(S/N)in/[1+(NF-1)*(KBT0)/(Nin)]。
可见,输出端的信噪比,不能简单等于输入端的信躁比与噪声系数的对数加减,它还牵涉到器件的带宽以及输入信号的噪声功率(虽然公式的表现形式与器件的增益G无关,但实际上还是有关联的,因为实际中NF的值往往会与增益有关)。在这里,Nin不一定等于KBT,比如级联的后端模块的输入或其他可能存在噪声引入的情况。
考虑一种常见的情况:输入端为白噪声没有其他的引入噪声,即 Nin=KBT,则(S/N)out = (S/N)in/[1+(NF-1)*(T0/T)。当T=T0的时,(S/N)out = (S/N)in / NF,这就是噪声系数公式定义另一种形式,我们可以简单进行对数加减运算;而在其他情况下,则不能简单求的进行对数加减运算。还有一种的情况值得提出,当输入噪声很大远大于内部噪声(即T比较大>>T0),或者元器件内部几乎不产生噪声(即NF很小趋近于1),则输入输出信躁比几乎相等,这一点和现实情况比较符合。
针对你的情况NF=2.25dB=1.68,假设温度不太高如T=75度, 有T/T0=1.2,可计算得到输出信噪比降低约1.95dB,比2.25略小。
: 【 在 flyingswordx (冰王子) 的大作中提到: 】
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: : 今天被人问的,假设一个元件的噪声系数是2.55db,输入信噪比为20db,那么输出信噪比是多少?我觉得根据定义应该是17.5db,有没有问题?请高人点评?
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: :
※ FROM: 222.129.50]
: : ※ 来源:·水木社区 http://newsmth.net·[FROM: 166.111.139]
: ※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 124.64.123]
※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 222.129.50]

你搞错了。。。噪声系数的官方定义不是Nout/Nin,就是SNRin/SNRout
的确是不能简单直接做加减,是因为给出的噪声系数通常是挂Zs=50欧姆
时的Nin作为基准,实际上的Zs(或者前级的输出阻抗)可能不是这个值
不是跟你说的这个G有关

两者可以是一回事,见下:
  [Sin/Nin]/[So/Nout]
= [Sin/Nin]/[(Sin*G)/(Nin*G+Na)]
= [Nin.G+Na]/[Nin*G]
= [Nout]/[Nin*G]
而IEEE的定义为:
IEEE definition: Noise Factor, at a specified input frequency,is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when the noise temperature of the input termination is standard
(290K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.
BTW, 原帖中分母掉了个G,已经修改过来了。

搭车问个相关问题。如果输入端接50Ω天线,这个50Ω是辐射阻抗,辐射阻抗会产生热噪声吗?

一个混频器,混频增益为4dB,NF=14dB,输入噪声为88dbm/hz,则输出噪声应为多少呢?
个人认为应为-88+14+4 = -70dbm/hz
一个衰减器,增益为-40dB,输入噪声-88dbm/hz,则输出噪声多少呢?
我认为应为:-148dbm/hz
但感觉不是有个合适的计算方法得到

一个混频器,混频增益为4dB,NF=14dB,输入噪声为88dbm/hz,则输出噪声应为多少呢?
:
: 个人认为应为-88+14+4 = -70dbm/hz
:这个明显不对,大概是-88dBm/Hz+4dB,看这个mixer NF是dsb还是ssb了,ssb的
:话如果没有镜像抑制还得加3dB。
对,-88相当于对白噪声有增益86db,所以mixer的噪声系数几乎没有什么作用了。只有增益对噪声有作用。
IQ demodulator应是ssb吧。
:
: 一个衰减器,增益为-40dB,输入噪声-88dbm/hz,则输出噪声多少呢?
:
: 我认为应为:-148dbm/hz
说错了,是-128
:这个怎么得出来的?-128dBm/hz
:
: 但感觉不是有个合适的计算方法得到
: 【 在 feiy (....) 的大作中提到: 】
: : 两者可以是一回事,见下:
: :   [Sin/Nin]/[So/Nout]
: : = [Sin/Nin]/[(Sin*G)/(Nin*G+Na)]

会,这个噪声来自于周围环境的辐射。

顺便请教一个带宽、增益、噪声系数、灵敏度的问题哈
工作频率9.1G--9.4G,
增益60dB
接收灵敏度-42dBm
怎么得到噪声NF?
查了很多资料,NF(dB)= Nout(dB) –Gain+174 dBm/Hz-10log(BW)
这个公式有个地方不明白,就是174 dBm/Hz计算的时候直接按174计算?
灵敏度–Nout–系统NF=最低C/N
这个公式的   最低C/N  是什么东西?
第一次接触有源,发现博大啊
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灵敏度S=-174dBm/Hz+10log10(BW)+NF+SNR
SNR找基带问问,简单的找本通信书查查。
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-174dBm/Hz是根据50Ω电阻的热噪声算出来的,如果噪声源是周围环境的辐射,那还是-174dBm/Hz吗?

用噪声温度表示,天线的噪声来源背景噪声温度和天线本身的温度,还有辐射效率。


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有啥paper讲这个的吗?

pozar的微波工程书上有。

PSB
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再问个问题
假设一个不会产生热噪声的滤波器
在滤波器抑制20dB的频点,这个滤波器的噪声系数怎么定义呢?
还是20dB么?
但是感觉经过这个滤波器信噪比没有变化啊

但信号衰减了20dB,如果输入是白噪声底-173dBm/hz的话,那就是NF=20dB.

假设没有热噪声,噪声也被衰减了20dB,所以NF=0
但实际上有热噪声,所以实际上NF=20dB

滤波器的q值不同,产生的热噪声功率也相同么
比如同样设计的一个滤波器,一个电阻大一点,一个电阻小一点

白噪声经过滤波器也要衰减的

这个,我一般是按照损耗多少就加多少来搞的
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噪声底怎么衰减了也是噪声底。看滤波器放在链路哪里。

\他那个说法应该是第一季
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这个就分两种情况回答,如果信号中自带的噪声远小于4kTRs,那nf就等于17.5,如果远大
于,就等于20

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