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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK
Facteur de bruit d’une chaîne de réception

Nous avons vu dans les précédents « Comment ça marche ? » l’effet du bruit thermique
caractérisé par le facteur de bruit et la température équivalente de bruit.
Nous allons maintenant voir une manière de calculer le facteur de bruit d’une chaîne de
réception en fonction des facteurs de bruits de ses composants.

FACTEUR DE BRUIT ET
PUISSANCE DE BRUIT.
Le facteur de bruit est un rapport
qui quali��l’accroissement de bruit
amené par un quadripôle à une
source de bruit référencée. Il est
exprimé en décibels. On mesure cet
accroissement à la sortie du qua-
dripôle et on le ramène à son entrée
en tenant compte de son gain.
Dans une chaîne de réception, nous
avons une suite de quadripôles
connectés en série. Chacun d’eux
ramène son propre bruit, et l’on
conçoit que leur contribution au fb
à l’entrée du récepteur va dépendre
non seulement de leur propre fb,
mais aussi du gain des étages précé-
dents dans la chaîne. Plus le fb de
l’étage est élevé et plus est faible
le gain des étages précédents, plus
sa contribution au fb à l’entrée du
récepteur sera importante.

Lorsque le récepteur est construit,
on mesure un rapport S/B à sa sortie Figure 1 : Addition de deux puissances exprimées en dBm
puis, connaissant sa bande passante
et le niveau d’entrée du signal, on en Ainsi, l’addition d’une puissance de Exemple : si un préampli a un facteur
déduit aisément un facteur de bruit. 12 dBm (15,85 mW) avec une puissance de bruit de 0,41 dB, la puissance de
Prenons un exemple : de 10 dBm (10 mW) ne donne pas une bruit équivalente qu’il génère à son
Bande passante B = 2,4 kHz = 33,8 dB puissance de 22 dBm (158,5 mW), entrée est égale à : -174 dBm - 10 dB =
(10.Log(2400)). mais une puissance de 14,125 dBm -184 dBm/Hz. Si la puissance du bruit
(25,85 mW). Pour additionner directe- ramené à son entrée par la suite de la
Rapport S/B = 10 dB ment des valeurs exprimées en dBm, chaîne est de -175 dBm/Hz, soit une
Signal d’entrée U = -124 dBm. il est plus simple de se servir de différence de 5 dBm, alors le bruit
e ajouté à -184 dBm sera de 1,2 dBm,
fbe = |P | - (|U | + B + S/B), l’abaque de la �gure 1.
réf e soit -182,8 dBm. La différence avec la
soit : 174 - (124 + 33,8 + 10) = 6,2 dB. Il y a deux manières d’utiliser cet abaque : référence (-174 dBm) sera maintenant
Lorsque la chaîne de réception est au l connaissant un facteur de bruit, de 8,8 dB, ce qui nous donne un fb de
stade de l’étude, il est important de on le porte sur l’ordonnée, et l’abs- 0,54 dB, à comparer avec les 0,41 dB
pouvoir estimer le facteur de bruit à cisse nous donne la puissance en du préampli seul (dégradation).
l’entrée en fonction des choix d’ar- dBm à retrancher de la puissance FACTEUR DE BRUIT D’UNE
chitecture et des composants. de référence (-174 dBm/Hz) pour CHAÎNE D’AMPLIFICATION.
On part alors des performances annon- obtenir la puissance du bruit ; L’exemple ci-dessus constitue la base
cées dans les datasheets pour faire du mécanisme utilisé pour calculer le
ses calculs. Comme les performances l connaissant la différence en dBm bruit ramené à l’entrée d’une chaîne
sont exprimées en dB, et comme entre deux puissances à sommer, d’ampli�ation. Pour l’illustrer, nous
nous aurons à ajouter des puissances on la porte sur l’abscisse et l’or- partirons d’un récepteur VHF large
de bruit en dBm, les calculs ne seront donnée nous donne la puissance en bande comprenant les quatre compo-
pas simples : conversion en linéaire dBm à ajouter à la plus forte puis- sants génériques d’une chaîne de
des valeurs en dBm, addition, puis sance pour avoir la puissance totale réception : oscillateur, préampli, �ltre
conversion du résultat en dBm. en dBm. et mélangeur.

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