Fattore di rumore, temperatura di tumore, …

Riassunto

Le prestazioni di rumore delle reti a due porte, in particolare degli amplificatori, vengono usualmente caratterizzate specificando il rapporto F fra lo spettro del rumore totale e quello del rumore termico della sorgente, misurati entrambi all’ingresso della rete non rumorosa, che è chiamato fattore di rumore (noise factor). Nella definizione di questa grandezza, naturalmente, occorre assegnare alla sorgente una temperatura di riferimento, che per convenzione¹ si sceglie pari a T₀ = 290 K. Si noti inoltre che la definizione del fattore di rumore perde significato nel caso di una sorgente con impedenza zero oppure puramente reattiva. Dalla (8.8), trascurando gli effetti di correlazione, si ha:

$$ F = \frac{{S_t \left( \omega \right)}} {{4kT_0 R_s }} = 1 + \frac{{V_n^2 \left( \omega \right)}} {{4kT_0 R_s }} + \frac{{I_n^2 \left( \omega \right)\left| {\left( {j\omega } \right)} \right|^2 }} {{4kT_0 R_s }} $$

(9.1)

che per una sorgente resistiva assume la forma

$$ F = \frac{{S_t \left( \omega \right)}} {{4kT_0 R_s }} = 1 + \frac{{V_n^2 \left( \omega \right)}} {{4kT_0 R_s }} + \frac{{I_n^2 \left( \omega \right)R_s }} {{4kT_0 }}. $$

(9.2)

Il fattore di rumore ha dunque valore unitario per un amplificatore privo di rumore e valori crescenti all’aumentare della sua rumorosità. Esso inoltre dipende generalmente dalla frequenza. Nella pratica, si utilizza spesso il fattore di rumore espresso in decibel, chiamato allora figura di rumore² (noise figure) NF, o anche cifra di rumore:

$$ NF = 10\log _{10} F. $$

(9.3)

Oltre che come misura dell’incremento del rumore introdotto dalla rete, rispetto al rumore termico della sorgente, il fattore di rumore, in presenza di un segnale con spettro dato, si può anche interpretare come rapporto fra il rapporto SNR alla sorgente, dove interviene soltanto il suo rumore termico, e quello all’uscita della rete rumorosa. Naturalmente si tratta di rapporti spettrali, a differenza di quello definito dalla (1.1).