Почему более низкий коэффициент шума считается лучше, чем более высокий?

Я пытаюсь понять, почему меньший Noise Figure должен быть лучше. Общепринятым определением NF является отношение SNR(in)к SNR(out). Далее это можно разбить следующим образом:

Н . Ф . "=" С Н р я н С Н р о ты т "=" п с я г , я н п н о я с е , я н п с я г , о ты т п н о я с е , о ты т "=" п с я г , я н п с я г , о ты т ⋅ п н о я с е , о ты т п н о я с е , я н

Если нам нужен низкий коэффициент шума, это означает, что нам нужен низкий SNR (вход) и высокий SNR (выход). Означает ли это, что наша конечная цель состоит в том, чтобы всегда стараться сделать SNR(out) настолько высоким, насколько это возможно, чтобы наш сигнал усиливался намного больше, чем наш шум?

да, вам нужен сигнал, вас не волнует шум. Помните: то, что вы пытаетесь сделать, это извлечь информацию, которая была отправлена ​​​​куда-то еще из вашего выходного сигнала, а шум не содержит подсказок об этой исходной информации.
Отношение сигнал-шум на входе всегда выше, чем на выходе, поскольку усиление как входного сигнала, так и шума одинаково плюс дополнительный шум усилителя. Таким образом, низкий коэффициент шума добавляет как можно меньше шума, чтобы максимально приблизиться к коэффициенту = 1. Noise Figure — это 10-кратная логарифмическая версия линейного Noise Factor. Затем SNR увеличивается за счет согласования полосы пропускания фильтра с полосой пропускания сигнала и, таким образом, подавления шума.
Ваше мышление идет в обратном направлении, когда вы говорите: «Нам нужен низкий SNR(in)…». Вам никогда не нужен низкий SNR(in); вы должны обходиться заданным (низким) SNR(in), и именно по этой причине вам нужен низкий NF для достижения заданного (минимального) SNR(out).

Ответы (4)

o означает ли это, что наша конечная цель состоит в том, чтобы всегда стараться сделать SNR(out) настолько высоким, насколько это возможно?

Да, мы хотим, чтобы выходное SNR было как можно выше, потому что это означает наилучшие шансы точного восстановления сигнала сообщения.

так что наш сигнал усиливается намного больше, чем наш шум?

Это невозможно.

Входной шум будет усиливаться так же, как и сигнал.

Кроме того, наш усилитель добавит некоторый дополнительный шум.

Таким образом, общий эффект заключается в том, что выходное SNR ниже, чем входное SNR. (Вот почему NF положителен, когда выражается в дБ)

Но мы хотим, чтобы ОСШ было уменьшено как можно меньше.

Коэффициент шума — это мера того, насколько ухудшилось отношение сигнал/шум после прохождения через приемник. Следующий рисунок иллюстрирует этот эффект:

Коэффициент шума

Источник изображения: этот сайт

Поскольку мы всегда можем усилить почти столько, сколько нам нужно, ограничивающим фактором является не чрезвычайно слабый уровень сигнала, а наличие шума при приеме сигнала плюс шум, добавляемый системой.

Низкий коэффициент шума является ключом к наилучшей возможной чувствительности, то есть к поддержанию как можно более низкой мощности сигнала, необходимой на входе приемника для успешной демодуляции сигнала.

Эта повышенная чувствительность ослабляет требуемую С Н р я н , что, в свою очередь, может увеличить радиус действия нашей линии связи.

Пример: если мы можем уменьшить NF на 3 дБ, то нам потребуется на 3 дБ меньше мощности сигнала на входе приемника, чтобы иметь тот же С Н р о ты т , и наш диапазон увеличится на целых +40%.

Спасибо за ваш проницательный ответ. Может ли коэффициент шума быть ниже 0 дБ, т.е. ниже 1?
Нет, не может. Это означало бы, что внутренний шум приемника может каким-то образом компенсировать внешний шум, что невозможно.

Почему более низкий коэффициент шума считается лучше, чем более высокий?

это не всегда верно. есть приложения, где шумы желательны. в этих случаях полезны более высокие коэффициенты шума.

в большинстве приложений вы хотите обрабатывать сигнал, а не шум, поэтому чем меньше коэффициент шума, тем лучше.

В среде с большим количеством каналов (Wi-Fi, сотовые телефоны) вам необходимо учитывать SPFR — динамический диапазон без паразитных помех — потому что транзистор с более низким уровнем шума может иметь или не иметь приемлемые характеристики IP3 (важно в канальных системах). И IP2 нельзя игнорировать.

Резюме: когда перекрестные произведения попадают на вершину вашего сигнала или падают так близко, что вы не можете легко отклонить перекрестные произведения с фильтром (промежуточная частота), имеет такое же (или худшее) влияние, как более высокий случайный шум. Взаимные произведения могут быть детерминированными и, таким образом, действительно ухудшают работу dataeye.

Я не понимаю, как это отвечает на заданный вопрос.
Почему более низкий коэффициент шума считается лучше, чем более высокий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v