噪聲等效頻寬是信號處理和電路設計專有名詞。在對信號進行頻譜分析的時候用來反映頻譜泄漏程度的物理量。噪聲等效頻寬就是頻率回響幅值平方對頻率的積分與最大頻率回響幅值平方的比值，用來度量頻譜泄漏的程度，頻譜泄漏越嚴重，噪聲等效頻寬越大。
基本介紹
- 中文名：噪聲等效頻寬
- 外文名：Noise Equivalent Bandwidth
- 實質：反映頻譜泄漏程度的物理量
- 計算：頻幅平方積分與最大頻幅平方比值
- 影響：頻譜泄漏嚴重，噪聲等效頻寬越大
- 套用學科：電子科學、通信工程、儀器科學
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簡介
在對信號進行頻譜分析的時候，因為計算機或者微處理器僅能對有限時長的數位訊號進行計算，所以需要對原信號進行截斷然後再作FFT（離散傅氏變換的快速算法），信號在截斷之後會產生頻譜能量的泄漏。噪聲等效頻寬就是頻率回響幅值平方對頻率的積分與最大頻率回響幅值平方的比值，用來度量頻譜泄漏的程度，頻譜泄漏越嚴重，噪聲等效頻寬越大。
噪聲等效頻寬噪聲頻寬簡介
噪聲頻寬（noise bandwidth）是指對某一器件，由其輸出功率-頻率曲線下的面積，除以所關心噪聲頻率的功率幅度所得的商。
數字已調信號占有一定的頻寬，噪聲同樣也有它的頻寬。設信號為升餘弦波形，碼元速率fs，信號頻寬2fs，接收濾波器輸出的帶通型噪聲的功率譜密度Pn(f)，在載頻f0處噪聲功率譜密度的最大值為N0。取頻寬為B，如
正好等於通帶內噪聲功率時，則B為噪聲頻寬或等效頻寬，又可用Bw表示。在數字微波中，當信號為升餘弦譜時，噪聲頻寬B為2倍的奈奎斯特頻寬，
。濾波器通帶內的噪聲功率
，N0為單邊噪聲功率譜密度。當噪聲為白高斯噪聲時，N0表示白高斯噪聲的單邊功率譜密度，簡稱單邊噪聲功率譜密度。接收機輸入端的熱噪聲就是這種噪聲。
公式定義
由噪聲功率相等有
由於輸入噪聲功率譜密度均勻，故有
相應的輸出噪聲電壓方均值：
可以證明，對於頻寬為2Δf0.7的諧振迴路，其等效噪聲頻寬為
電子設備等效噪聲
電子設備中的噪聲主要來源於電子元器件的噪聲。由於這些噪聲的存在, 很大程度上影響了電子設備的性能。在各種測試系統中, 解析度及可檢測信號的幅度也不同程度地受到影響。在通信系統中, 接收機的靈敏度可以非常高, 但考慮了噪聲, 實際靈敏度就不可能做得很高, 故對信號傳輸的保真度和接收機的靈敏度均有一定的要求。
電子設備內部的噪聲通常可用等效的概念來對其進行分析, 信號通過設備時, 內部噪聲對信號所產生的影響, 可用一些等效參數來表征。
等效輸入噪聲模型
電子設備內部產生的噪聲如分析電阻器產生的噪聲可等效為一個理想電阻與一個均方值為武的噪聲電壓源相串聯一樣, 可將其等效在輸人端作為一個噪聲源, 具有放大作用的設備, 不僅放大有用信號, 同時對設備內部的噪聲也具有放大作用。這樣設備的輸出噪聲的大小則與設備的增益有關。因此可以將設備輸出的噪聲轉換為接在設備輸人端的噪聲源通過一個理想(無噪聲)網路, 如圖所示。
等效輸入噪聲模型
等效輸入噪聲模型等效噪聲頻寬的計算
熱噪聲來源於設備中器件內部載流子的碰撞, 載流子的碰撞可看作無數個持續時間極短的脈衝, 由此產生的噪聲電壓由於其隨機性, 各脈衝之間無確定的相位關係, 故不能用直接疊加的方法得到整個噪聲電壓的振幅頻譜, 但其功率譜可用噪聲電壓加到單位電阻上, 電阻內損耗的平均功率即為不同頻率的振幅頻譜平方在單位電阻內所損耗功率的總和來確定。功率譜在一定頻率範圍內是均勻分布的, 故有時又稱熱噪聲為“ 白噪聲” 。但由於設備內部有選頻網路, 則設備對噪聲的傳遞有一定的選擇性。
由公式
計算結果中可見設備內部噪聲頻寬是信號頻寬的1.57 倍。若設備中諧振放大器級數較多時, 噪聲頻寬會隨之下降, 與信號頻寬在數值上相近。
