Factor de ruido

En telecomunicaciones, la magnitud del ruido generado por un dispositivo electrónico u óptico, por ejemplo un amplificador, se puede expresar mediante el denominado factor de ruido (f), que es la degradación de la relación señal/ruido provocada por el dispositivo, cuando el ruido en su entrada es el que corresponde a la temperatura estándar T0 (normalmente 290 K).El factor de ruido (f) se define como: donde snrin y snrout son la relación señal/ruido a la entrada y salida respectivamente.Las cantidades snr son cocientes de potencias, en unidades lineales (por ejemplo mw).Sin embargo, como los valores de relación señal/ruido suelen expresarse en forma logarítmica, normalmente en decibelios, es habitual expresar el factor de ruido también en decibelios, llamado también figura de ruido, expresado como: donde SNRin(dB) y SNRout(dB) están en decibelios.Estas fórmulas sólo son válidas cuando el ruido entrante es igual al ruido de referencia (nr).El ruido de referencia es el que generaría una fuente pasiva a la temperatura física estándar T0 (normalmente 290 K).Puede considerarse que todo el ruido generado por el dispositivo (ruido equivalente) se suma al ruido entrante, entonces: donde nin, nout, son las potencias de ruido a la entrada y salida, sin, sout, son las potencias de señal a la entrada y salida, y g, ne, son la ganancia (o la inversa de las pérdidas) y la potencia de ruido equivalente del dispositivo, respectivamente.), se obtiene que: Un atenuador tiene un factor de ruido f igual a sus pérdidas l cuando su temperatura física es T0.En general, si el atenuador se encuentra a una temperatura física T, su potencia de ruido equivalente eses el factor de ruido del k-ésimo componente yque genera una fuente pasiva monomodo, en una única polarización, a la temperatura física T y a la frecuenciaes la energía del fotón, k es la constante de Boltzmann y B es un ancho de banda lo suficiente pequeño para que la densidad espectral de potencia pueda considerarse constante., es la potencia térmica radiada en un solo modo según la ley de Planck, y el segundo,Aunque el ruido cuántico, o fluctuación en el punto cero no es medible directamente debe ser considerado para cumplir con el principio de incertidumbre de Heisenberg.Para bajas frecuencias o altas temperaturas (Para altas frecuencias o bajas temperaturas (El ruido de referencia puede escribirse entonces como:, entonces: donde pASE es la potencia de emisión espontánea amplificada, en un modo y una única polarización, expresada en unidades lineales.El ruido equivalente (ne) mínimo teórico de cualquier amplificador de alta ganancia tiende aEsto explica por qué el factor de ruido mínimo teórico de un amplificador óptico clásico de alta ganancia no puede ser menor que 2 (3 dB), mientras que en el caso eléctrico el límite inferior es 1 (0 dB).