雜訊指數
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每一個放大器都會把自己的一點嘶聲,加進通過它的任何訊號。雜訊指數是一個單一數字,說明放大器把訊雜比(SNR)惡化了多少,換句話說,訊號出來時比進去時髒了多少。一個完美、無雜訊的放大器雜訊指數會是 0 dB;每一個真實的都更差,而數字愈小,這個零件就愈安靜、愈好。它是任何接收機前端的招牌規格。
精確地說,雜訊因數 F 是輸入 SNR 對輸出 SNR 的比值:F = (輸入 SNR) / (輸出 SNR)。雜訊指數就是這個比值用分貝表示,NF = 10 times log10(F)。理想元件 F = 1,所以 NF = 0 dB。若一個放大器的雜訊指數是 3 dB,它大約把訊雜比砍了一半,訊號出來時相對於雜訊地板,比進去時吵了一倍。一個好的 LNA 也許能做到 1 dB 以下;10 dB 的雜訊指數代表 SNR 被砍為十分之一。由於雜訊指數是相對於一個標準溫度定義的,它讓你能公平地比較零件、並預測整條鏈的表現。
雜訊指數在接收機的最前端最重要,因為那裡訊號最弱,這來自夫里斯的串接規則:第一級的雜訊指數主宰整台接收機,後面各級較不重要,因為第一級已提供了增益。這正是為什麼 LNA 要選最低的雜訊指數。誠實的提醒:雜訊指數只描述加入的雜訊,不描述增益或失真,一個零件可以有很棒的雜訊指數,在其他方面卻是糟糕的放大器。而且在 LNA 之前的任何有損耗元件(一條長電纜、一個濾波器、一個開關),會把它的損耗直接加到系統雜訊指數上,這就是為什麼第一個放大器之前的任何東西都要盡量做到低損耗。
兩個放大器各提供 20 dB 增益,但一個雜訊指數 1 dB、另一個 5 dB。把 1 dB 的那個放在最前面當 LNA,依夫里斯規則整台接收機的雜訊指數會維持在約 1 dB;對調順序,把 5 dB 的擺在最前,整條鏈就被拖到約 5 dB。
依夫里斯規則,第一級的雜訊指數主宰整台接收機。
雜訊指數只衡量加入的雜訊,不衡量增益或失真。LNA 之前的任何有損耗零件(電纜、濾波器、開關)會把它的損耗直接加到系統雜訊指數上,所以前端要保持低損耗。