Støjfiguren

Støjfiguren, også kendt som noise figure (NF), er et mål for hvor meget et elektronisk komponent eller en kedet af komponenter forringer signal-til-støj-forholdet i et system. Den beskriver, hvor meget støj et apparat tilsætter i forhold til den oprindelige støj i signalet og er en central egenskab i RF-design og kommunikationssystemer.

Defineret matematiske er NF forholdet mellem indgangs-SNR og udgangs-SNR: NF = SNR_in / SNR_out. NF målt i decibel kaldes NF in dB, beregnet som NF_dB = 10 log10(F). NF er altid større eller lig med 1 (0 dB i ideal tilfælde), og betegnes ofte som en funktion af frekvens og kildens impedans. En relateret størrelse er den tilsvarende støjtemperatur Te, hvor F = 1 + Te/T0 og T0 er 290 K.

Støjfiguren er også afhængig af impedanser og kildens temperatur, og der findes et minimums-støjfigur for en given enhed kaldet Fmin, som opnås ved optimal kildematchning. Ved kædede komponenter kan den samlede støjfigur estimeres ved Friis-formlen: F_total = F1 + (F2 − 1)/G1 + (F3 − 1)/(G1 G2) + ... hvor Gi er de lineære forstærkningsfaktorer for de forrige trin.

Måling af NF udføres typisk ved hjælp af kalibrerede støjkilder og NF-metre eller støjfiguranalysatorer, ofte ved en Y-faktor- eller to-temperature-metode. Branchestandarder og metoder varierer, men NF er en udbredt målestok i design af lav-støj-forstærkere, mixere og filtre.

Typiske værdier ligger ofte mellem 0,5–2 dB for højtydende LNA’er og højere for andre komponenter, afhængigt af frekvens og teknologi. Støjfiguren er essentiel for at vurdere systemets bevarede signalstyrke og kommunikationseffektivitet.