ゲインとNF（ノイズフィギュア）の求め方が判りません。

質問

ゲインとNF（ノイズフィギュア）の求め方が判りません。
（式の立て方がわかりません。）

ある高周波増幅回路へ入力信号レベル-50dbm、入力ノイズレベル-80dbm/Hzの信号を与えたとき、
出力信号レベルが-30dbm、出力ノイズレベル-60dbm/Hzとすると、
ゲインとNFはそれぞれ何dbになるのでしょうか？

高周波回路についての知識が素人であり、WEB検索で色々調べてみましたが、
良くわからない状態です。
宜しくお願いします。

＜調べて判ったこと＞
NF：アンプの入力側SN比と出力側SN比を比較したもの。
SN比=10log(信号の平均電力/ノイズの平均電力）

回答No.1

take0_0 · ベストアンサー

まず、ゲインはどれだけ電力が増えたかの比です。
ですので、出力電力を入力電力で割ります。
割り算の対数を取ると引き算になりますので、ご質問の条件だと、
-30 - (-50) = 20 [dB] となります。

NFはお書きの通り、入力側SN比と出力側SN比の比です。
増幅回路の前で帯域制限されており、その帯域はB[Hz]であるとすれば、
入力側SN比は、-50 - (-80 + 10logB) = 30 + 10logB [dB]
出力側SN比は、-30 - (-60 + 10logB) = 30 + 10logB [dB]
よってNFは、30 + 10logB - (30 + 10logB) = 0 [dB]
となります。

増幅回路で帯域制限され、その制限帯域がB' [Hz]であるとすれば、
NFは、30 + 10logB' - (30 + 10logB) = 10log(B'/B) [dB]
になります。
増幅器によってシステムとしての帯域が広くなることは有り得ないわけですが、
NFが1より小さくなる（dBだとマイナス）もあり得ないわけで、増幅器での
帯域制限は無いものと考えざるを得ません。

というわけで答えは一意に定まり、0dBだと思います。

お礼

判りやすい説明を有難う御座いました。
イメージがし易く、お蔭様で理解出来ました。

基礎をしっかり固めることにより、
面白い分野の一つに成りそうです。