Figura de Ruído de Friis (3 estágios)

NFtotal = NF1 + (NF2−1)/G1 + (NF3−1)/(G1×G2)

Resposta rápida

Esta calculadora resolve NFtotal = NF1 + (NF2 − 1)/G1 + (NF3 − 1)/(G1 × G2) para NFtotal. Com Fator de Ruído do Estágio 1 0.5, Ganho do Estágio 1 (linear) 1.1, Fator de Ruído do Estágio 2 2.35, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.235, Fator de Ruído do Estágio 3 5, o resultado é 17.2 linear.

Calculadora

Resultado
—

Fórmula

NFtotal = NF1 + (NF2 − 1)/G1 + (NF3 − 1)/(G1 × G2)

Descrição

A fórmula de Friis calcula o fator de ruído total de estágios de amplificação em cascata, mostrando que o primeiro estágio domina o desempenho de ruído do sistema. A contribuição de ruído de cada estágio subsequente é dividida pelo ganho cumulativo de todos os estágios anteriores. É por isso que os amplificadores de baixo ruído (LNAs) são colocados em primeiro lugar nas cadeias de receção: o seu ganho elevado torna o ruído dos estágios seguintes negligenciável. O fator de ruído é a razão linear (não em dB) entre a SNR de saída e a SNR de entrada. Converta a figura de ruído (dB) em fator de ruído: F = 10^(NF_dB/10).

Variáveis

  • NFtotal — Fator de ruído do sistema (linear)
  • NF1, NF2, NF3 — Fatores de ruído individuais de cada estágio (linear)
  • G1, G2 — Ganhos dos estágios (razão de potência linear)

Notas Práticas

Um LNA com figura de ruído de 1 dB e ganho de 20 dB seguido de um misturador com figura de ruído de 10 dB dá uma NF de sistema ≈ 1,36 dB. Sem o LNA, a NF do sistema seria de 10 dB. As perdas antes do LNA (cabos, filtros) somam-se diretamente à figura de ruído do sistema: uma perda de cabo de 1 dB acrescenta 1 dB à figura de ruído. É por isso que os LNAs são colocados na antena.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
NF1 Fator de Ruído do Estágio 1 — —
G1 Ganho do Estágio 1 (linear) — —
NF2 Fator de Ruído do Estágio 2 — —
G2 Ganho do Estágio 2 (linear) — —
NF3 Fator de Ruído do Estágio 3 — —

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Fator de Ruído do Estágio 1 0.5, Ganho do Estágio 1 (linear) 1.1, Fator de Ruído do Estágio 2 2.35, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.235, Fator de Ruído do Estágio 3 5
  2. 2. A relação: NFtotal = NF1 + (NF2 − 1)/G1 + (NF3 − 1)/(G1 × G2)
  3. 3. Substituir: NF1 = 0.5, G1 = 1.1, NF2 = 2.35, G2 = 0.235, NF3 = 5
  4. 4. Resultado: NFtotal = 17.2 linear

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Fator de Ruído do Estágio 1 0.025, Ganho do Estágio 1 (linear) 0.055, Fator de Ruído do Estágio 2 0.118, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.0118, Fator de Ruído do Estágio 3 0.25

Resultado: NFtotal = -1172 linear

Faixa baixa

Dados: Fator de Ruído do Estágio 1 0.25, Ganho do Estágio 1 (linear) 0.55, Fator de Ruído do Estágio 2 1.18, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.118, Fator de Ruído do Estágio 3 2.5

Resultado: NFtotal = 23.69 linear

Típico

Dados: Fator de Ruído do Estágio 1 0.5, Ganho do Estágio 1 (linear) 1.1, Fator de Ruído do Estágio 2 2.35, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.235, Fator de Ruído do Estágio 3 5

Resultado: NFtotal = 17.2 linear

Faixa alta

Dados: Fator de Ruído do Estágio 1 0.8, Ganho do Estágio 1 (linear) 1.76, Fator de Ruído do Estágio 2 3.76, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.376, Fator de Ruído do Estágio 3 8

Resultado: NFtotal = 12.95 linear

Faixa máxima

Dados: Fator de Ruído do Estágio 1 8, Ganho do Estágio 1 (linear) 17.6, Fator de Ruído do Estágio 2 37.6, Ganho do Estágio 2 (linear) 3.76, Fator de Ruído do Estágio 3 80

Resultado: NFtotal = 11.27 linear

Como NFtotal varia com Fator de Ruído do Estágio 1

Fator de Ruído do Estágio 1 (entrada) NFtotal (resultado)
0.05 16.75 linear
0.125 16.83 linear
0.25 16.95 linear
0.375 17.08 linear
0.5 17.2 linear
0.75 17.45 linear
1 17.7 linear
2 18.7 linear
3.5 20.2 linear
5 21.7 linear

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Perguntas frequentes

Como se calcula Figura de Ruído de Friis (3 estágios)?

Use NFtotal = NF1 + (NF2 − 1)/G1 + (NF3 − 1)/(G1 × G2). Com Fator de Ruído do Estágio 1 0.5, Ganho do Estágio 1 (linear) 1.1, Fator de Ruído do Estágio 2 2.35, Ganho do Estágio 2 (linear) 0.235, Fator de Ruído do Estágio 3 5, NFtotal dá 17.2 linear.

Qual é a fórmula de Figura de Ruído de Friis (3 estágios)?

A fórmula é NFtotal = NF1 + (NF2 − 1)/G1 + (NF3 − 1)/(G1 × G2). A fórmula de Friis calcula o fator de ruído total de estágios de amplificação em cascata, mostrando que o primeiro estágio domina o desempenho de ruído do sistema.

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