噪聲系數是什么？噪聲系數在系統中的應用有哪些？

(2)噪聲系數是什么？

噪聲系數的定義是輸入信噪比比上輸出信噪比，即噪聲系數是對信號的SNR下降的程度進行衡量。

其中，Si/So是指輸入信號和輸出信號的功率幅度；Ni/No是指輸入噪聲和輸出噪聲的功率幅度，而這里需要注意一下，噪聲系數定義的溫度是16.85℃，即290K。這個溫度是IEEE標準設置的測量噪聲系數的溫度。

一般來說，Ni是指來自匹配電阻的熱噪聲，即：

假設系統或者器件的等效噪聲溫度為Te，那么輸出端的噪聲功率No為：

而So/Si=G，所以，噪聲系數的定義，又可以用下式進行表示：

因此，衡量一個系統或者器件的噪聲性能的時候，可以用噪聲系數，也可以用等效噪聲溫度來表示，兩者之間有一對一的關系。

(3)噪聲系數和靈敏度之間的關系

可以看到，在噪聲系數的定義公式中，Si對應的是輸入信號的功率。

鏈路中的器件，比如放大器等，都有自己標稱的噪聲系數指標。因此，我們在接收系統設計的階段，可以通過鏈路預算，計算出鏈路所對應的噪聲系數。

當輸出信噪比So/No為基帶解調門限的時候，代入噪聲系數和輸入噪聲功率值，求得的Si，即是靈敏度。

(4)ADC的性能與噪聲系數的關系

在評估ADC的性能的時候，也會經常把ADC的SNR指標，或者NSD(噪聲頻譜密度)指標，換算成噪聲系數。

當多個器件級聯時，其對應的級聯等效噪聲溫度和噪聲系數分別為：

如果把ADC前面的電路整體看成一個器件，ADC看成一個器件，那么：

在換算出ADC的噪聲系數以后，我們就可以根據整體級聯噪聲系數的要求，來計算出前級鏈路所需要的增益和噪聲系數，以此作為器件選型的依據。

(5)噪聲系數與發射機寬帶噪聲的關系

在微波工程中，有這樣一個例子。

例子的計算是分四步走：

把dB值轉換成線性值

計算級聯的噪聲系數

計算級聯的等效噪聲溫度

計算輸出的噪聲

這個例子，雖然題目中說的是接收機，但是也一定程度上模擬了發射機寬帶噪聲的計算過程。

因為DAC輸出的寬帶噪聲，一般是高于-174dBm/Hz的，而鏈路中器件的噪聲系數定義時，都是假設輸入噪聲功率為-174dBm/Hz，即對應的T0=290K。而上面的例子，輸入噪聲溫度不是290K，所以就不能直接用噪聲系數的公式來計算。因此，上面是做了個換算，用等效噪聲溫度來計算的。

或者另外一種等效的方法，就是把輸入噪聲分成兩部分，一部分是290K下的熱噪聲，另一部分是除去第一部分的剩余部分，然后分別計算。

整了一個excel表格，對上面的兩種方法，分別算了一下，結果表明，確實是等效的。

審核編輯：劉清