Facteur de bruit

En télécommunication et en électronique, le facteur de bruit est le rapport entre les rapports signal sur bruit en sortie et en entrée d'un étage.



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  • Il est aussi envisageable de ramener les sources de bruit en entrée (Fig.... Comme le gain en puissance disponible, le facteur de bruit est indépendant des ... (source : clubeea)

En télécommunication et en électronique, le facteur de bruit est le rapport entre les rapports signal sur bruit (exprimés en puissance) en sortie et en entrée d'un étage. Il caractérise par conséquent la dégradation apportée par cet étage.

En particulier, dans le cas d'un récepteur radioélectrique supposé linéaire, on compare la puissance de bruit à la sortie à celle qu'on aurait s'il n'y avait dans ce récepteur aucune source de bruit autre que celles qui existent dans l'impédance extérieure connectée à l'entrée, supposées à une température spécifiée, généralement 290 °K. Il s'agit par conséquent d'une mesure de performance du récepteur.

Formulation

Le facteur de bruit est donné par :

F = \frac{{S/N}_{entr\acute{e}e}}{{S/N}_{sortie}}\displaystyle{S/N} est le rapport signal sur bruit (Signal to Noise ratio).

On exprime souvent le facteur de bruit et le rapport signal sur bruit en unités logarithmiques, les décibels. Les rapports prennent alors la forme de différences entre valeurs en dB.

Quand plusieurs éléments électroniques sont mis en série, le bruit total est trouvé par la formule de Friis :

F = F_1 + \frac{F_2 - 1}{G_1} + \frac{F_3 - 1}{G_1  G_2} + \frac{F_4 - 1}{G_1 G_2 G_3} + \cdots + \frac{F_n - 1}{G_1 G_2 G_3 \cdots G_{n-1}},

\displaystyle{F_n} est le facteur de bruit (linéaire et non en dB) \displaystyle{F} pour le ne élément et \displaystyle{G_n}est le gain (linéaire et non en dB) du ne élément.

Les éléments électroniques sans gain (exemple : atténuateur) ont un facteur de bruit égal à leur atténuation en dB (sauf s'ils ne sont pas à la même température que la source du signal).

Dans les dispositifs hétérodynes, la puissance de sortie associée au bruit inclut les contributions aléatoires des fréquences-images venant de la transformation. Cependant, la fraction attribuable au bruit thermique à l'entrée inclut uniquement la partie apparaissant dans la sortie via la transformation principale et non celle qui apparaît dans la transformation de la fréquence image.

D'après cette formule, quand plusieurs amplificateurs sont en cascade, le facteur de bruit du 1er a une grande influence sur les autres étages. C'est pourquoi on utilise généralement un amplificateur faible bruit qui aura alors une influence moindre qu'un amplificateur «normal».

Une difficulté apparaît en radiocommunications pour définir le bruit en entrée du premier étage. Généralement, le signal d'entrée est apporté par une antenne, assimilée à source de résistance interne 50 ohms. La force électromotrice du bruit de la charge en entrée est donnée par la formule de Boltzman, ou par son application directe en radiocommunications : La puissance de bruit en entrée d'un récepteur chargé par une résistance à 300 K est de -174 dBm pour une bande passante de 1 Hz. Ainsi, un récepteur de bande passante 10 kHz recevra de la charge une puissance 40 dB supérieure, soit -134 dBm, qu'on convertira facilement en tension sous 50 ohms.

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