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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK.

Le facteur de bruit

Le facteur de bruit est un paramètre un peu mystérieux pour beaucoup d'OM dont la
seule chose qu’ils en savent est seulement qu'en réception il doit être le plus faible
possible en UHF et en Hyperfréquences pour augmenter la sensibilité.

LE BRUIT THERMIQUE DANS LES L'impédance Z est ici fictive car
CONDUCTEURS. elle ne produit aucun bruit. Dans la
On sait qu'un matériau conducteur réalité, ce n'est pas le cas. Même si
est caractérisé par une facilité c'est une impédance électronique
d'échanges des électrons péri- (non matérielle), elle produit du
phériques de ses atomes entre bruit, sauf si l'électronique fonc-
eux. Ces échanges erratiques sont tionne au zéro absolu.
d'autant plus importants que la En pratique, on ne peut pas
température du conducteur est mesurer la puissance dans Z
(3)
élevée. On peut aussi les forcer en mais celle-ci fait toujours partie
soumettant le conducteur à une d'un quadripôle et alors on fait la
différence de potentiel, mais tel mesure à la sortie du quadripôle.
n'est pas notre sujet. Figure 2 : Calcul du facteur de
FACTEUR DE BRUIT bruit
Si un matériau plus ou moins D'UN QUADRIPÔLE.
conducteur fait partie d'un dipôle, La mesure du facteur de bruit exige
celui-ci se comporte comme une que la résistance de bruit (la réfé-
source de bruit blanc dont la rence) soit toujours adaptée à l'im-
(1)
puissance disponible obéit à la loi : pédance d'entrée du quadripôle .
(4)
P = K.T.B avec : Par ailleurs, nous admettrons que
P = puissance en watts, mais géné- les températures du quadripôle et
ralement exprimée en dBm. de la référence soient les mêmes,
(5)
K = constante de Boltzmann = ce qui est généralement le cas .
1,3806488.10 (joules par Kelvins). 1. Quadripôles actifs :
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T = température en Kelvins (tem- Ce sont souvent des ampli�cateurs. Figure 3 : Bruit d'un atténuateur
pérature absolue). La �gure 2 montre le principe de
B = bande passante de l'appareil de la mesure de leur facteur de bruit.
mesure en HZ (bande de mesure). D'une manière générale, il s'agit de
En prenant une température de 288 K mesurer l'accroissement de bruit Approche par le raisonnement :
avec une atténuation nulle (B relié
(+15°C) et une bande de 1 HZ, la que l'ampli apporte à une source de à A), nous obtenons le schéma de
puissance de bruit est égale à bruit connue qui sert de référence. la figure 1. On peut dire que la
-174,005 dBm, soit -174 dBm. . Si les puissances sont exprimées charge Z « voit » le bruit d’une
(2)
C'est la puissance de référence qui en dBm et le gain en dB, cela se résistance à 288 K, soit la réfé-
nous servira à calculer le facteur simplifie. Alors le facteur de bruit rence. Avec une atténuation
de bruit. est égal à : fb = P - G + 174 dBm. quelconque, les propriétés du qua-
La figure 1 nous montre d'une a Rc dripôle sont telles que Z « voit »
façon imagée à quoi correspond L'appareil qui mesure P doit avoir un une impédance image encore égale
Rc
électroniquement la puissance de facteur de bruit nettement inférieur à R, ayant donc un bruit toujours
bruit d'une résistance. à celui de l'ampli� teur additionné égal à la référence si l’atténua-
de son gain en dB. Auparavant, on teur est à 288 K. Si l'on ramène
aura mesuré le gain de l'ampli à l'aide ce bruit à l'entrée de l'atténua-
d'un signal à la fréquence de travail teur, il est augmenté de la valeur
et avec une amplitude nettement de l'atténuation. En conséquence,
plus élevée que le bruit équivalent le facteur de bruit du quadripôle
à l'entrée de l'ampli. passif est égal à son atténuation .
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2 - Quadripôles passifs : On peut le confirmer mathémati-
Un quadripôle passif ne peut pas quement en utilisant la formule de
avoir de gain en puissance, seule- calcul du facteur de bruit avec les
Figure 1 : Bruit thermique d'une ment des pertes. Il se comporte valeurs en décibels, et en consi-
résistance donc comme un atténuateur. dérant qu'une atténuation est un
La figure 3 pose le problème. gain négatif.

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