Figura di rumore attenuatore

[coppo76]

Ho sempre saputo che sugli apparati passivi non ci dovrebbe essere un aumento di rumore

coppo76 qui si sta parlando di "figura di rumore".

Ianero, cos'è che non ti convince ?

Si appunto, la figura di rumore è il rumore generato dal dut in prova (amplificatore), sommato al rumore di amplificazione.
Dato che nella teoria è quasi impossibile che un attenuatore a monte, abbia un equilibrio termico interno uguale a quello esterno.... Di fatto è anche impossibile che l'attenuatore non introduca una sua figura di rumore.
Nella pratica però, non è possibile misurare un valore di figura di rumore troppo piccolo e quindi si può dire che F=L.

[AZZZ]

... e quindi? Ianero puoi dirci in soldoni perché ste cose stanno così?

[Ianero]

Purtroppo rileggendola bene ancora non l'ho ancora capita nemmeno io. Se mai la capirò sarò ben felice di spiegarla anche a voi.

[coppo76]

Penso che la risposta sia da ricercare nella definizione di gradiente di temperatura!, Nell'articolo che hai postato è chiaro che ci deve essere una prerogativa iniziale, perché un attenuatore non introduca una sua figura di rumore e quindi non interagisca con il risultato della misura. Percui ci deve essere un equilibrio termico, tra la temperatura interna all'attenuatore e quella esterna. Normalmente un resistore deve poter dissipare correttamente l'energia transitante e questo avviene attraverso contatto con componenti o attraverso raffreddamento ad aria o ad olio. Quindi la temperatura di un attenuatore correttamente bilanciato dovrebbe essere equilibrata. Si fa riferimento inizialmente alla costante di Boltzmann nel suddetto articolo...
Le figure di rumore non si sommano e spesso per calcolare un valore di NF molto piccolo si utilizza la formula di Friis. Per cui se un attenuatore avesse un non perfetto equilibrio termico, non si potrebbe più pensare che F=L, ma si dovrebbe tantomeno quantificare l'errore di misura.
Ora chi è esperto di questo tipo di misure, sa perfettamente che si tratta di misure estremamente complesse da ricavare su valori molto piccoli. Dato che qualsiasi strumento avrà una propria figura di rumore, che sarà variabile nel tempo in funzione della temperatura... il metodo che utilizzio io per fare questa misura è quello del fattore Y, ma ci sono altri metodi e a prescindere da questi, tutti restituiscono una misura con un certo grado di incertezza (mi riferisco a misure di F/N molto piccole), dato che i componenti e lo strumento stesso non sono perfettamente lineari e comunque la temperatura di questi varia nel tempo e contribuisce alla variazione della stessa figura di rumore dello stesso strumento.

Per terminare il discorso, secondo un mio parere personale, la figura di rumore introdotta da un attenuatore è probabilmente irrisoria o troppo piccola da poter essere rilevata con gli attuali strumenti e per cui se esiste un presupposto di equilibrio termico è plausibile che F=L.

[clavicordo]

Percui ci deve essere un equilibrio termico, tra la temperatura interna all'attenuatore e quella esterna.

Scusatemi, c'è qualcosa che non capisco in questo discorso. Un attenuatore passivo è fatto di componenti passivi, tra i quali è inevitabile la presenza di resistori (magari ditribuiti). Questi resistori dovrebbero essere alla temperatura dello zero assoluto per non generare rumore. In altre parole fisicamente non mi pare realizzabile un attenuatore che non introduca rumore.
Che poi, nella pratica, tale rumore sia da considerarsi trascurabile, è un altro discorso.
Quindi, se si considera un attenuatore ideale (che non genera rumore), perché la figura di rumore dovrebbe cambiare? La dimostrazione del link di Ianero in questo senso mi pare corretta. Ma non capisco come "ideale" coincida con "in equilibrio termico", visto che un resistore è in sé un generatore di rumore. Se qualcuno me lo spiega...

[DarwinNE]

Ma non capisco come "ideale" coincida con "in equilibrio termico", visto che un resistore è in sé un generatore di rumore.

Se mi ricordo bene, il discorso dell'equilibrio termico è legato al fatto che l'attenuatore dissipa una certa potenza e quindi, se non ci fosse l'equilibrio termico si riscalderebbe. L'ipotesi di equilibrio termico è necessaria per supporre che tutto sia alla stessa temperatura.

[MarcoD]

Non ricordo più come viene definita la figura di rumore di un doppio bipolo, mi pare sia un rapporto fra rumore e guadagno.

Scrivo qualche enunciato di cui vorrei i Vs. commenti:

Tutti i resistori producono una tensione di rumore proporzionale al loro valore di resistenza e alla temperatura (rumore bianco)

Un attenuatore di 20 dB adattato su 50 ohm, composto da ressitori, connesso in ingresso a un resistore di 50 ohm, genera in uscita la stessa tensione di rumore.
Ossia il rumore è proporzionale alla resistenza equivalente, non importa se singola o dovuta al serie-parallelo di varie ressitenze.

l'attenuatore attenua ossia ha un guadagno in dB negativo, quindi la sua cifra di rumore /che non ricordo come si calcola) aumenta in funzione dell'attenuazione.

[Ianero]

La dimostrazione del link di Ianero in questo senso mi pare corretta.

In quella dimostrazione lui dice che il rumore reale in ingresso all'attenuatore ha potenza:



quello in uscita ha potenza:



Poi dice che la differenza di potenza è proprio quella dissipata nell'attenuatore:



Poi lui calcola la figura di rumore usando questa formula:



dove il guadagno G del sistema nel nostro caso è pari a 1/L, ed indica il rumore aggiunto dall'attenuatore, a causa del fatto che lui è un componente non ideale.
Nel suo calcolo, lui semplicemente usa al posto di come se fossero la stessa cosa.
Questo non mi torna.

[clavicordo]

Questo non mi torna.

A me sembra, Ianero, che non ti torna perché lui non considera il rumore generato dall'attenuatore stesso, ossia, l'argomento che tentavo di esporre io più sopra.
Se invece l'attenuatore è ideale (non genera rumore), allora mi pare che il suo ragionamento sia corretto. Altrimenti cos'è che non ti torna?

[Ianero]

Se l'attenuatore fosse ideale, io avrei scritto .