中学・高校・大学・単位落とした人も分かるステップ解説
先生の声(信号)が大きいほど、雑音(ざわざわ)が気にならない=S/N比が高い!
信号が大きい、雑音が小さいほど良い。
「どれだけ雑音が増えたか」を表す指標。
S/N比が高いほど「聞きやすい」!雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」を表す。
$$\text{S/N比} = \frac{\text{信号電力}}{\text{雑音電力}}$$
デシベル表記:$\text{S/N[dB]} = 10 \log_{10} \left( \frac{S}{N} \right)$
$$F = \frac{(S/N)_{in}}{(S/N)_{out}}$$
雑音係数$F$は「どれだけS/N比が悪くなったか」を表す。
$$NF[dB] = 10 \log_{10} F$$
雑音係数$F$をデシベルで表したもの。
S/N比は「信号と雑音の比率」、雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」を数式で表す。
$$F = 1 + \frac{N_a}{G N_s}$$
$N_a$:回路で加わる雑音, $G$:利得, $N_s$:入力雑音
$$F_{total} = F_1 + \frac{F_2 - 1}{G_1} + \frac{F_3 - 1}{G_1 G_2} + \cdots$$
最初の段の雑音係数が最も重要!
熱雑音、ショット雑音、フリッカ雑音など
受信機の設計、低雑音アンプ(LNA)、通信システムの最適化
雑音係数・雑音指数は回路設計で非常に重要。最初の段の雑音を小さくするのがコツ。
「信号が大きい、雑音が小さい」=S/N比が高い!
雑音係数・雑音指数は「雑音がどれだけ増えたか」
「信号と雑音の比」=S/N比と覚えよう!
雑音が増えるほど聞きづらくなる。
S/N比は「聞きやすさ」、雑音係数・雑音指数は「雑音の増え方」。まずはイメージでOK!