Die Rauschzahl ist ein wichtiger Parameter im HF-Empfängerdesign, bei dem gemessen wird, wie viel Rauschen ein Empfänger dem Signal hinzufügt.

Beispiel 1: Berechnung des Gesamtgeräuschwertes

Man denke an einen HF-Empfänger mit drei Stufen. Die erste Stufe hat einen Verstärkungsfaktor von 20 dB und einen Rauschwert von 2 dB. Die zweite Stufe hat einen Verstärkungsfaktor von 15 dB und einen Rauschwert von 3 dB. Die dritte Stufe hat einen Verstärkungsfaktor von 10 dB und einen Rauschwert von 4 dB. Um den Gesamtrauschwert zu finden, verwenden Sie Friis' Formel:

NF insgesamt = NF1 + (NF2 - 1)/G1 + (NF3 - 1)/(G1 * G2)

Umwandlung von Gewinnen in lineare Skala:

G1 = 10^(20/10) = 100

G2 = 10^ (15 / 10) = 31.62

NF1 = 10^(2/10) = 1,58

NF2 = 10^(3/10) = 2,00

NF3 = 10^(4/10) = 2,51

Berechnung des Gesamtgeräuschwertes:

NF total = 1,58 + (2,00 - 1)/100 + (2,51 - 1)/(100 * 31.62) ≈ 1,58 + 0,01 + 0,0005 ≈ 1,5905

Umrechnen zurück zu dB:

NF total dB = 10 * log10(1.5905) ≈ 1,01 dB

Beispiel 2: Rauschzahl eines einzelnen Verstärkers

Ein HF-Verstärker hat einen Verstärkungsgrad von 30 dB und einen Rauschwert von 1,5 dB.

NF = 10^ (1,5/10) ≈ 1,41

Dies zeigt an, dass der Verstärker dem Eingangssignal etwa 0,5 dB Rauschen hinzufügt.

Beispiel 3: Auswirkungen von rauscharmen Verstärkern

In einem Empfängersystem wird am Frontend ein rauscharmer Verstärker (LNA) mit einer Rauschzahl von 0,8 dB und einer Verstärkung von 40 dB verwendet, die nachfolgenden Stufen haben höhere Rauschzahlen, der LNA reduziert die Gesamtrauschzahl des Systems erheblich.

Berechnung des linearen Rauschwertes des LNA:

NF LNA = 10^(0,8/10) ≈ 1,20

Aufgrund seiner hohen Verstärkung unterdrückt der LNA die Rauschbeiträge der nachfolgenden Stufen und verbessert die Gesamtsystemleistung.