In der Elektronik ist Geräuschtemperatur eine Weise, das Niveau der verfügbaren Geräuschmacht auszudrücken, die durch einen Bestandteil oder Quelle eingeführt ist. Die geisterhafte Dichte der Macht des Geräusches wird in Bezug auf die Temperatur ausgedrückt (in kelvins), der dieses Niveau des Geräusches von Johnson-Nyquist so erzeugen würde:

wo:

• ist die Macht (in Watt)
• ist die Gesamtbandbreite (Hz), über das diese Geräuschmacht gemessen wird
• ist der Boltzmann unveränderlich (1.381×10 J/K, Joule pro kelvin)
• ist die Geräuschtemperatur (K)

So ist die Geräuschtemperatur zur Macht geisterhafte Dichte des Geräusches proportional. Das ist die Macht, die vom Bestandteil oder der Quelle durch eine verglichene Last absorbiert würde. Geräuschtemperatur ist allgemein eine Funktion der Frequenz verschieden von diesem eines idealen Widerstands, der einfach der wirklichen Temperatur des Widerstands an allen Frequenzen gleich ist.

Geräuschstromspannung und Strom

Ein lauter Bestandteil kann als ein geräuschloser Bestandteil der Reihe nach mit einer lauten Stromspannungsquelle modelliert werden, die eine Stromspannung von v, oder als ein geräuschloser Bestandteil in der Parallele mit einer lauten aktuellen Quelle erzeugt, die einen Strom von mir erzeugt. Diese gleichwertige Stromspannung oder Strom entsprechen der obengenannten Macht geisterhafte Dichte, und würden einen karierten Mittelumfang über eine Bandbreite B haben:

wo R der widerspenstige Teil des Scheinwiderstands des Bestandteils ist oder G die Leitfähigkeit (echter Teil) vom Eintritt des Bestandteils ist. Das Sprechen der Geräuschtemperatur bietet deshalb einen schönen Vergleich zwischen Bestandteilen an, die verschiedene Scheinwiderstände haben, anstatt die Geräuschstromspannung anzugeben und diese Zahl durch das Erwähnen des Widerstands des Bestandteils zu qualifizieren. Es ist auch zugänglicher als das Sprechen der Macht des Geräusches geisterhafte Dichte (in Watt pro Hertz), da es als eine gewöhnliche Temperatur ausgedrückt wird, die im Vergleich zum Geräuschniveau eines idealen Widerstands bei der Raumtemperatur (290 K) sein kann.

Bemerken Sie, dass man nur von der Geräuschtemperatur eines Bestandteils oder Quelle sprechen kann, deren Scheinwiderstand einen wesentlichen (und messbar) widerspenstiger Bestandteil hat. So hat es keinen Sinn, um über die Geräuschtemperatur eines Kondensators oder einer Stromspannungsquelle zu sprechen. Die Geräuschtemperatur eines Verstärkers bezieht sich auf das Geräusch, das am Eingang des Verstärkers hinzugefügt würde (hinsichtlich des Eingangsscheinwiderstands des Verstärkers), um für das zusätzliche im Anschluss an die Erweiterung beobachtete Geräusch verantwortlich zu sein.

Anwendung auf Nachrichtensysteme

Ein Kommunikationssystem wird normalerweise aus einem Sender, einem Kommunikationskanal und einem Empfänger zusammengesetzt. Der Kommunikationskanal kann aus einer Kombination von verschiedenen physischen Medien bestehen, auf ein elektrisches dem Empfänger präsentiertes Signal hinauslaufend. Was für physische Medien, aus denen ein Kanal besteht, wird das übersandte Signal verdünnt und mit dem zusätzlichen Geräusch verdorben.

Das zusätzliche Geräusch in einem Empfang-System kann vom Thermalursprung (Thermalgeräusch) sein oder kann von anderen geräuscherzeugenden Prozessen sein. Die meisten Geräuschprozesse werden ein weißes Spektrum, mindestens über die Bandbreite von Interesse, identisch zu diesem des Thermalgeräusches haben. Da sie nicht zu unterscheidend sind, können die Beiträge aller Geräuschquellen zusammengelegt und als ein Niveau des Thermalgeräusches betrachtet werden. Die Geräuschmacht geisterhafte Dichte, die von allen diesen Quellen erzeugt ist, kann durch das Zuweisen dem Geräusch einer Temperatur, wie definiert, oben beschrieben werden:

In einem Radiokommunikationsempfänger würde die gleichwertige Eingangsgeräuschtemperatur der Summe von zwei Geräuschtemperaturen gleichkommen:

Die Antenne-Geräuschtemperatur gibt die an der Produktion der Antenne gesehene Geräuschmacht. Die Geräuschtemperatur des Empfänger-Schaltsystemes vertritt Geräusch, das durch laute Bestandteile innerhalb des Empfängers erzeugt ist.

Bemerken Sie, dass sich das nicht auf das Geräusch an der Produktion des Empfängers nach der Erweiterung, aber der gleichwertigen Eingangsgeräuschmacht bezieht. Mit anderen Worten widerspiegelt die Produktion des Empfängers die eines geräuschlosen Verstärkers, dessen eingegeben ein Geräuschniveau nicht, aber hatte. So ist die Zahl des Verdiensts eines Kommunikationssystems nicht das Geräuschniveau am Sprecher eines Radios zum Beispiel, da das von der Einstellung des Gewinns des Empfängers abhängt. Eher fragen wir, wie viel Geräusch der Empfänger zum ursprünglichen Geräuschniveau beigetragen hat, das so durch den Faktor gegeben wird. Wenn ein Signal da ist, dann vertritt dieser Faktor die Abnahme im Signal zum übernommenen Geräuschverhältnis mit dem Empfänger-System mit einer Geräuschtemperatur dessen.

Geräuschzahl

Ein Gebrauch der Geräuschtemperatur ist in der Definition eines Geräuschfaktors eines Systems oder Geräuschzahl. Der Geräuschfaktor gibt die Zunahme in der Geräuschmacht (verwiesen auf den Eingang eines Verstärkers) wegen eines Bestandteils oder Systems an, wenn seine Eingangsgeräuschtemperatur ist.

wird gewöhnlich genommen, um Raumtemperatur, 290 K. zu sein

Der Geräuschfaktor (ein geradliniger Begriff) wird öfter als die Geräuschzahl (in Dezibel) das Verwenden der Konvertierung ausgedrückt:

Die Geräuschzahl kann auch als die Abnahme im Signal zum Geräuschverhältnis verursachter (Störabstand) gesehen werden, indem sie ein Signal durch ein System passiert, wenn das ursprüngliche Signal eine Geräuschtemperatur von 290 K hatte. Das ist eine allgemeine Weise, das Geräusch auszudrücken, das durch einen Radiofrequenzverstärker unabhängig vom Gewinn des Verstärkers beigetragen ist. Nehmen Sie zum Beispiel an, dass ein Verstärker eine Geräuschtemperatur 870 K und so eine Geräuschzahl von 6 DB hat. Wenn dieser Verstärker verwendet wird, um eine Quelle zu verstärken, die eine Geräuschtemperatur ungefähr der Raumtemperatur (290 K) hat, wie viele Quellen tun, dann würde die Einfügung dieses Verstärkers den Störabstand eines Signals um 6 DB reduzieren. Diese einfache Beziehung ist oft anwendbar, wo das Geräusch der Quelle des Thermalursprungs ist, da ein passiver Wandler häufig eine 290 K ähnliche Geräuschtemperatur haben wird.

Jedoch in vielen Fällen ist die Eingangsquellgeräuschtemperatur wie eine Antenne an niedrigeren Frequenzen viel höher, wo atmosphärisches Geräusch vorherrscht. Dann wird es wenig Degradierung des Störabstands geben. Andererseits würde eine gute Satellitenschüssel, die die Atmosphäre in den Raum durchschaut (so dass es eine viel niedrigere Geräuschtemperatur sieht), den Störabstand eines durch mehr als 6 DB erniedrigten Signals haben. In jenen Fällen ist eine Verweisung auf die Geräuschtemperatur des Verstärkers selbst, aber nicht die gemäß der Raumtemperatur definierte Geräuschzahl, passender.

Geräuschtemperatur einer Verstärker-Kette

Die Geräuschtemperatur eines Verstärkers wird mit der Y-Faktor-Methode allgemein gemessen. Wenn es vielfache Verstärker in der Kaskade gibt, kann die Geräuschtemperatur der Kaskade mit der Gleichung von Friis berechnet werden:

• = resultierende Geräuschtemperatur hat sich auf den Eingang bezogen
• = Geräuschtemperatur des ersten Bestandteils in der Kaskade
• = Geräuschtemperatur des zweiten Bestandteils in der Kaskade
• = Geräuschtemperatur des dritten Bestandteils in der Kaskade
• = Macht-Gewinn des ersten Bestandteils in der Kaskade
• = Macht-Gewinn des zweiten Bestandteils in der Kaskade

Deshalb kann die Verstärker-Kette als ein schwarzer Kasten modelliert werden, der einen Gewinn und eine Geräuschzahl hat, die dadurch gegeben ist. Im üblichen Fall, wo die Gewinne der Stufen des Verstärkers viel größer sind als eine dann kann es gesehen werden, dass die Geräuschtemperaturen der früheren Stufen einen viel größeren Einfluss auf die resultierende Geräuschtemperatur haben als diejenigen später in der Kette. Man kann schätzen, dass das Geräusch, das durch die erste Stufe zum Beispiel eingeführt ist, durch alle Stufen verstärkt wird, wohingegen das durch spätere Stufen eingeführte Geräusch kleinere Erweiterung erlebt. Eine andere Weise, darauf zu schauen, besteht darin, dass das Signal, das auf eine spätere Bühne bereits angewandt ist, ein hohes Geräuschniveau wegen der Erweiterung des Geräusches durch die vorherigen Stufen hat, so dass der Geräuschbeitrag dieser Bühne zu diesem bereits verstärkten Signal weniger Bedeutung ist.

Das erklärt, warum die Qualität eines Vorverstärkers oder RF Verstärkers von besonderer Wichtigkeit in einer Verstärker-Kette ist. In den meisten Fällen nur die Geräuschzahl der ersten Stufe müssen betrachtet werden. Jedoch muss man überprüfen, dass die Geräuschzahl der zweiten Bühne nicht so hoch ist (oder dass der Gewinn der ersten Stufe so niedrig ist), dass es Störabstand-Degradierung wegen der zweiten Bühne irgendwie gibt. Das wird eine Sorge sein, wenn die Geräuschzahl der ersten Stufe plus der Gewinn dieser Bühne (in Dezibel) nicht viel größer ist als die Geräuschzahl der zweiten Bühne.

Eine Folgeerscheinung der Gleichung von Friis ist, dass ein Abschwächer vor dem ersten Verstärker die Geräuschzahl wegen des Verstärkers erniedrigen wird. Zum Beispiel, wenn Bühne 1 einen 6-DB-Abschwächer so dass dann vertritt. Effektiv ist die Geräuschtemperatur des Verstärkers zusätzlich zum (kleineren) Beitrag wegen des Abschwächers selbst vervierfacht worden (gewöhnlich Raumtemperatur, wenn der Abschwächer aus Widerständen zusammengesetzt wird). Eine Antenne mit der schlechten Leistungsfähigkeit ist ein Beispiel dieses Grundsatzes, wo die Leistungsfähigkeit der Antenne vertreten würde.