잡음 지수 계산기
입력과 출력 신호 대 잡음비로 RF 잡음 지수, 선형 잡음 계수 및 등가 잡음 온도를 계산하세요.
RF 잡음 성능
두 신호 대 잡음비를 데시벨로 입력하세요. 입력 SNR은 출력 SNR 이상이어야 합니다.
잡음 지수 안내
잡음 지수는 실제 전자 장치를 통과하는 신호의 신호 대 잡음비가 얼마나 저하되는지 나타냅니다. 증폭기, 믹서, 필터, 케이블 및 수신기의 각 단은 잡음이나 손실을 추가하므로 출력 신호 대 잡음비는 일반적으로 입력보다 낮습니다. 엔지니어는 이득과 별개로 잡음 지수를 사용해 RF 및 마이크로파 부품을 비교합니다. 값이 낮을수록 미약한 신호를 더 잘 보존하며, 특히 무선 수신기 초단에서 중요합니다.
두 비율을 모두 데시벨로 표현하면 잡음 지수는 입력 SNR에서 출력 SNR을 뺀 값입니다. 예를 들어 입력 SNR이 20 dB이고 출력 SNR이 18 dB이면 잡음 지수는 2 dB입니다. 관련 지표인 잡음 계수는 데시벨 값이 아닌 선형 비율이며, 십의 지수를 '잡음 지수를 십으로 나눈 값'으로 계산한 결과입니다. 이상적인 무잡음 부품은 잡음 계수가 일이고 잡음 지수는 영 데시벨입니다.
등가 잡음 온도는 같은 성능 저하를 가상의 정합 잡음원 온도로 나타냅니다. 관례적인 기준 온도 290 켈빈에서 등가 온도는 잡음 계수에서 일을 뺀 값에 290을 곱한 값입니다. 전파 천문학, 위성 링크, 저잡음 증폭기 사양 및 안테나 시스템 계산에 흔히 사용됩니다. 장치의 물리적 온도와 혼동하면 안 되며, 시스템 분석을 편리하게 하는 전기적 잡음 모델입니다.
잡음 지수는 수신기 입력 근처에서 가장 중요합니다. 프리스 분석에 따르면 초단의 잡음 계수는 직접 기여하지만 이후 단의 기여는 앞선 이득으로 나뉩니다. 따라서 충분한 이득을 갖춘 저잡음 증폭기는 잡음이 큰 후단 회로의 영향을 줄일 수 있습니다. 증폭기 앞의 케이블 및 필터 손실은 수신기의 잡음 지수를 직접 악화시켜 고품질 증폭기의 이점을 없앨 수 있습니다.
이 계산기는 입력과 출력 SNR 측정이 같은 대역폭, 임피던스 규약 및 신호 정의를 사용한다고 가정합니다. 적분 잡음은 대역폭에 따라 달라지므로 측정 대역폭이 다르면 잘못된 결과를 얻습니다. 값은 일관된 방식으로 데시벨로 변환한 전력비여야 합니다. 결과를 부품 비교나 종속 접속 잡음 계산의 입력으로 사용하세요. 완전한 링크 예산에는 안테나 온도, 경로 손실, 이득, 간섭, 필요한 복조 여유 및 측정 불확도도 포함해야 합니다.
잡음 지수 예시
| SNR 측정값 | 계산 결과 | 일반적인 상황 |
|---|---|---|
| 입력 20 dB, 출력 18 dB | NF 2 dB, 잡음 계수 1.5849 | 실용적인 저잡음 RF 증폭기. |
| 입력 30 dB, 출력 27 dB | NF 3 dB, 잡음 계수 1.9953 | 장치가 입력 환산 잡음 전력을 거의 두 배로 늘립니다. |
| 입력 15 dB, 출력 14.5 dB | NF 0.5 dB, 잡음 계수 1.1220 | 수신기 프런트엔드의 성능 저하가 매우 작습니다. |
| 입력 40 dB, 출력 34 dB | NF 6 dB, 잡음 계수 3.9811 | 상대적으로 잡음이 큰 단 또는 수동 손실. |
잡음 지수 계산 방법
- 데시벨로 측정한 입력 신호 대 잡음비를 입력하세요.
- 같은 대역폭에서 측정한 출력 신호 대 잡음비를 입력하세요.
- 잡음 지수 계산을 선택하세요.
- 잡음 예산에 필요한 데시벨 지수, 선형 계수 또는 등가 온도를 사용하세요.
잡음 지수 계산기 자주 묻는 질문
좋은 잡음 지수는 어느 정도인가요?
주파수, 기술, 이득 및 용도에 따라 다릅니다. 수신기 프런트엔드는 보통 실현 가능한 가장 낮은 값을 목표로 하며, 후단은 더 많은 잡음을 허용할 수 있습니다.
잡음 지수가 음수일 수 있나요?
수동 부품이나 일반적인 안정 증폭기는 SNR을 개선하지 않으므로 잡음 지수는 음수가 아닙니다. 음수로 보이는 값은 보통 측정, 대역폭 또는 교정의 불일치를 나타냅니다.
잡음 지수와 잡음 계수의 차이는 무엇인가요?
잡음 계수는 입력 SNR과 출력 SNR의 선형 비율입니다. 잡음 지수는 같은 비율을 데시벨로 표시해 종속 접속 회로와 사양을 쉽게 비교하도록 합니다.
등가 잡음 온도에 290 K를 사용하는 이유는 무엇인가요?
290 켈빈은 잡음 계수 계산에서 확립된 표준 기준 온도입니다. 실온에 가까우며 일관된 비교 기준을 제공합니다.
증폭기 이득이 잡음 지수에 영향을 주나요?
부품 자체의 잡음 지수는 이득만이 아니라 SNR 저하를 설명합니다. 다만 종속 접속에서는 높은 초단 이득이 후단 잡음 계수의 영향을 줄입니다.