Kohinaluku

Kohinaluku (noise figure, NF): Määritellään laitteen (yleensä jollain tavalla aktiivisen l. vahvistavan) sisäisen rakenteen tuottamana termisen (valkoisen) kohinan osuutena sen ulostulosignaaliin mielenkiinnon kohteena olevalla kaistaleveydellä.

Kohinaluku annetaan yleensä desibeleinä (dB) ja se on lämpökohinatehoa systeemi-impedanssilla vakiossa kohinalämpötilassa (yleensä +20°C, 293 K) mielenkiinnon kohteena olevalla kaistaleveydellä. (Kuten aina fysikaalisissa laskuissa, lämpötilat lasketaan absoluuttisella asteikolla Kelvineinä.)

Kohinaluku saadaan selville mittaamalla systeemin syötteessä oleva kohinateho ja sen ulos antama kohintateho ja vähentämällä tästä systeemin sisäinen vahvistus.

Vahvistinasteiden ketjutuksessa loppupään asteiden sisäinen kohinaluku katoaa merkityksettömäksi suhteessa niitä edeltävien asteiden kohinalukuun. Esivahvistimen kohinaluku dominoi koko järjestelmää.

Kohinaluku vs. kohinateho

Kohinaluvun (NF [dB]) muunnos kohinalämpötilaksi T [K]:

$T_{nf}=\left(10^{\left(0.1*NF\right)}-1\right)*T$

Kaistaleveydellä BW [Hz] lämpötilassa T [K] järjestelmällä on kohinateho [W]:

$P_{noise}=BW\ \cdot \ T\ \cdot \ k\,$

missä k on Bolzmanin vakio ($1.38*10^{-23}$)

Vastaanottimen systeemikohinateho ja vastaanottimen herkkyys

Antennin, syöttöjohdon ja esivahvistimen yhteinen näkemä kohinapohja saadaan laskettua määrittämällä passiivisten osien yhteinen kohinalämpötila. Tässä laskennassa syöttöjohdon häviöitä voidaan pitää kohinalämpötilaan verrattavana ilmiönä, joka heikentää vastaanotettavaa signaalia.

• Jostain tiedetään antennin näkemä taivas-/maakohinalämpötila
• Lasketaan syöttöjohdon häviöitä vastaava Häviölämpötila
• Lasketaan esivahvistimen kohinalukua vastaava kohinalämpötila
• Summataan em. lämpötilat saaden Systeemikohinalämpötila
• Lasketaan systeemikohinateho mielenkiinnon kohteena olevalla kaistaleveydellä

Tavallisesti kohinateho lausutaan desibelimilliWatteina (dBm):

$P_{SysNoise}[dB]=30+10*log_{10}\left(BW\ \cdot \ T_{SysNoise}\ \cdot \ k\right)\,$

Vastaanottimen herkkyyskynnykseksi saadaan sitten:

$P_{RxSensitivity}[dB]=P_{SysNoise}[dB]+NF_{Rx}[dB]\,$