Brusfaktor och brustal

[SM5DFF]

Begreppen noise factor och noise figure kan vålla förvirring, åtminstone hos mig, eftersom båda kan förkortas nf. Det förefaller dock vara det sistnämnda som avses i mottagarspecifikationer. På svenska bör termerna motsvara brusfaktor respektive brustal, det okunnigt översatta brusfigur förkommer emellertid på Internet i texter om satellit-tv.

Jag har en brusgenerator med rördioden 5722, byggd efter artikel i Ham Radio juni 1972 av WB6NMT, och mätte på IC-7400 ställd på 144 MHz. Diodströmmen 2,4 mA för 3 dB brusökning av LF-spänningen ger brusfaktorn 2,4. Den nämnda artikeln anger att man omvandlar till brustal genom att ta 10 gånger logaritmen för brusfaktorn vilket ger 3,8 dB nf som resultat. En artikel i The VHF/UHF Book styrker påståendet. Siffran är rimlig eftersom IC-7400 är känsligare än IC-290E som i en RSGB-mätning angavs ha 5 dB nf.

Med BF981 som förförstärkare med 15 dB förstärkning framför IC-7400 blir diodströmmen 1,2 mA. En omräkning med logaritmtabellen skulle emellertid ge brustalet 0,8 dB vilket är orimligt lågt som systembrustal. Någonstans går gränsen för brusdiodmetodens pålitlighet, vad säger experterna?

Lennart

 

[SM0AOM]

Tyvärr är diodbrusgeneratorer med 5722 ganska opålitliga. I bästa fall är noggrannheten på 144 MHz runt +/- 0,5 dB, och ofta åt
det "optimistiska" hållet.

En indikerad 0,8 dB systembrusfaktor för en BF981 före en mottagare med 3,8 dB NF är inte alls orimligt.
På 90-talet byggde jag 10 st 144 MHz preamps med BF981 och mätte upp dem med "hot-cold" metoden (kokande vatten/flytande kväve 373/77 K)



Jag fick en spridning av den andrastegskorrigerade brusfaktorn mellan 0,7 och 0,9 dB vilket är i linje med databladet.

 

[SM5DFF]

Tack Karl-Arne för det uppmuntrande stödet. Nästa mätning ska göras med digitalmultimeter istället för vridspoleinstrumentet för diodströmmen för att eliminera en tänkbar felkälla. Jag ska även se om jag kan stänga av AGC i IC-290E så att det går att mäta på den, nu ligger redan egenbruset på AGC-tröskeln.
Kan du enkelt förklara skillnaden mellan brusfaktor och brustal? Jag tror mig förstå att det handlar om vad man refererar till och att det är brustalet, noise figure, som ska användas.

Lennart

 

[SM0AOM]

Man kan lite förenklat säga att om man talar tyska så använder man gärna "brusfaktorn" eller "Rauschzahl" i linjära mått Pn = FkTB [W],
medan engelsktalande gärna logaritmerar det hela och får "brustalet" eller "Noise Figure" i dB, Pn = -174 dBm/Hz +10*log(B)+ F [dBm].

Båda måtten är ekvivalenta, och man kommer till samma resultat.

För huvudräkning är det dock lite lättare med dB, eftersom man helt enkelt kan addera brusfaktorn till den termiska bruseffekten per Hz
vid rumstemperatur

 

[SM4HFI]

Jag skulle vilja förklara brusfaktor att man jämför hur mycket brus förstärkaren med konstlast tillför jämfört med en tänkt brusfri förstärkare kopplad till konstlast vid rumstemperatur 293 K. Brufaktor 2 = 3 dB innebär att det är dubbelt så mycket brus, dvs förstärkaren brusar lika mycket som konstlasten. Ibland är det enklare att räkna med linjär skala, jag själv föredrar brustemperatur. Då kan man addera bruskällor, t ex omgivningsbrus som antennen fångar in och mottagarbrus och få en total brustemperatur.
/Jan

 

[SM0AOM]

"Försäljare anger mottagarkänslighet i mikrovolt, ingenjörer som brusfaktor och vetenskapsmän med brustemperatur..."

- SM5QA(SK)

 

[SM0AOM]

Definitionen av brusfaktor för en fyrpol eller seriekopplade fyrpoler, aktiva eller passiva, är helt enkelt
kvoten mellan signal/brus på ingången och signal/brus på utgången.



Sambandet härleddes av dansk-amerikanen Harald Friis under hans tid på Bell Labs under början av 40-talet.

Det har den stora fördelen att vara oberoende av den bandbredd som finns i systemet, så länge den är konstant, till skillnad från andra känslighetsmått.