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级联噪声系数计算器

计算多级放大器系统的总噪声系数

打开计算器

工具介绍

Friis公式揭示:链路的总噪声几乎完全由第一级的噪声系数和增益决定,后级的贡献会被前级增益迅速衰减。通过逐级输入NF与Gain,可直观看到哪个环节拖累系统灵敏度。

关键参数

  • 噪声系数 NFᵢ(dB)

    每级器件在290K参考温度下的噪声表现

  • 增益 Gᵢ(dB)

    功率增益(可以为负,代表衰减/滤波)

  • 级数 N()

    串接的级数,本工具允许最多50级以覆盖复杂前端

影响因素

  • 第一级指标:NF₁与G₁直接决定总噪声,先优化LNA比修改后级更有效
  • 级间损耗:滤波器与互连若放在LNA之前,会当作负增益显著恶化总NF
  • 工作温度与带宽:Friis公式默认290K、1Hz带宽,温度升高或带宽变宽都会按 kTB 增加噪声功率

计算公式

Friis公式 - 级联噪声系数
NF_total = NF₁ + (NF₂-1)/G₁ + (NF₃-1)/(G₁×G₂) + ...

第一级对总噪声系数的影响最大,后续级的影响随着增益递减

示例:Stage1: NF=3dB(G=10dB), Stage2: NF=6dB(G=20dB) → NF_total ≈ 3.04dB

噪声系数线性值
NF(linear) = 10^(NF(dB)/10)

从dB转换为线性值

示例:3 dB → 1.995 linear

计算流程

  1. 1

    1. 输入级数(最多5级)

  2. 2

    2. 为每级输入噪声系数(dB)和增益(dB)

  3. 3

    3. 将dB值转换为线性值

  4. 4

    4. 使用Friis公式计算总噪声系数

  5. 5

    5. 显示各级的贡献和总值

计算表单复用了同样的推导,可点击上方“打开计算器”进行数值验证。

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