| マイクロ波回路に限らず、通信システムの特に受信系においては、信号成分に対して雑音成分(ノイズ)が無視できない量になってくると、通信品質に大きな影響が起きてきます。 よって、回路設計を行うにあたっては、信号とノイズの関係について十分検討する必要があるわけですが、ここでは、雑音についての基本的なことと、マイクロ波回路設計において、よく使われる雑音指数(Noise Figure , 単に NF ともいう)について説明したいと思います。 |
☆ 熱雑音 ☆ 雑音には熱雑音、インパルス雑音、ショット雑音など様々な雑音がありますが、その中で、雑音指数に関連した熱雑音について触れてみたいと思います。 熱雑音は熱が発生する素子に発生する雑音で、主な例は抵抗体です。触って熱くなくても、絶対零度に対して温度が高ければ信号が通って電力消費されることにより雑音が発生していています。 この熱雑音の周波数スペクトラムは帯域内全体に均一に分布していて、またその量は周波数に対してもほとんど依存していません。 それでは、その雑音の量「雑音電力」は、熱によってどれぐらいの大きさになるのでしょうか？ 回路に入力される入力雑音電力Niは、 この式から、入力雑音電力は、kは一定なので、温度が高く、帯域幅が広いほど、雑音が多いことが分かります。 それでは、一般家庭でも使用されるBS放送の受信系を例にとってみましょう。 絶対零度は-273.15℃で、これを0ケルビンといいます。 温度が25℃の場合は、ケルビンで表すと298.15Kとなります。 BS放送の帯域幅は27MHzなので ここまで具体的な雑音電力が出てくると、イメージがわきやすくなってきます。 なお、雑音測定に関しては、一般にT=290Kが標準温度Toとして定義されています。 回路設計においては、この入力される信号と雑音の比( S/N )がどれぐらいあり、回路内部でどれくらいの雑音が発生し、最終的な出力として、どれくらいの( S/N )となるかをみることが、低レベル信号を扱う受信系の回路設計では重要になってきます。 次項では、雑音指数の定義について説明したいと思います。 |
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