Techniklexikon

Rauschzahl

Maß für die Verschlechterung des Signal Rausch-Verhältnisses durch den Rauschbei trag des das Signal übertragenden Netzwerks (Netzwerk, elektrisches). Die R. F dient zur Kennzeichnung des Rauschverhaltens von Verstärkern und Transistoren. Sie ist definiert als das Verhältnis der am Ausgang des Verstärkers auftretenden Rauschleistung zu der mit der Leistungsverstärkung multiplizierten Rauschleistung, die am Eingang anliegt. Die R. wird gelegentlich als Rauschfaktor bezeichnet. Üblich ist auch das in Dezibel (dB) angegebene Rauschmaß als der zehnfache dekadische Logarithmus der R. Die Angabe der R. ist zweckmäßig, wenn Verstärker oder Transistoren unter gleichen Ansteuerbedingungen rauschmäßig zu beurteilen sind. Bei spannungsgesteuerten - d. h. aus sehr niederoh-migen Signalquellen gespeisten - Verstärkern ist zur Kennzeichnung des Rauschverhaltens die Angabe der auf den Eingang bezogenen Rauschspannung aussagefähiger. Elektronik, Halbleiterphysik, Quotient der Signal-Rausch-Verhältnisse am Eingang und Ausgang eines elektronischen Systems. Jedes elektronische System erzeugt in seinem Innern ein Rauschen, das zum Eingangsrauschen hinzuaddiert wird. Das Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang eines Systems SNR_a = S_a / N_a ist daher kleiner als das Signal-Rausch-Verhältnis am Eingang eines Systems SNR_e = S_e / N_e. Die Rauschzahl F ist das Verhältnis beider Grössen F = SNR_e / SNR_a > 1. F wird häufig in dB angegeben. Besitzt ein System den Leistungsgewinn G, so ist F = N_a / (GN_e). Ist N_r die im System erzeugte Rauschleistung, so gilt . F ist keine konstante Kenngrösse eines Systems, sondern hängt von der Eingangsbeschaltung ab. Der Einfluss der Ausgangsbeschaltung kann bei fehlender Rückwirkung auf den Eingang vernachlässigt werden. Zur Berechnung dieser Abhängigkeit wird das mit Rauschen behaftete System durch ein rauschfreies System ersetzt, und die internen Rauschquellen werden als eine Rauschspannungsquelle mit der Rauschspannung u_r und eine Rauschstromquelle mit dem Rauschstrom i_r an den Eingang verlegt. Das Rauschen der Signalquelle wird vereinfachend als das thermische Rauschen ihres Innenwiderstandes R_g angenommen. Dann ist . Mit G = 1 folgt

F hat ein Minimum, wenn .

Rauschzahl: Rauschersatzschaltbild (u_r: Rauschspannung, i_r: Rauschstrom, R_g: Innenwiderstand, u_g: Eingangsspannung, F: Rauschzahl).