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🛠️ 雜訊指數計算器

專業免費的 雜訊指數計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
3 dB
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是雜訊指數?

雜訊指數(Noise Figure,簡稱 NF)用來衡量訊號通過某個元件或系統後,其訊雜比(SNR)會劣化多少。它以分貝(dB)為單位,在射頻(RF)與微波工程中被廣泛用來描述放大器、混頻器,乃至整條接收機鏈路的特性。雜訊指數越低,代表系統越安靜、靈敏度越高。

如何使用本計算器

請先選擇計算模式。在 由 SNR 計算 模式中,輸入以 dB 表示的輸入與輸出 SNR——雜訊指數就是兩者的差值。在 級聯 模式中,輸入第一級的雜訊指數與增益,以及第二級的雜訊指數(皆以 dB 為單位);本工具會套用 Friis 公式,算出這兩級鏈路的整體雜訊指數。

公式解析

雜訊係數 F 是輸入 SNR 與輸出 SNR 的線性比值,而雜訊指數則是它的分貝形式:NF(dB) = 10·\log_{10}(F)。由於在 dB 領域中比值相除等於相減,因此

NF = SNR_{in} - SNR_{out}

對於多級級聯,則套用 Friis 公式:

F = F_1 + ((F_2 - 1) ÷ (G_1)) + ((F_3 - 1) ÷ (G_1 G_2)) + \dots

其中 F 與 G 均為線性值(可由 dB 換算:F = 10^{NF/10},G = 10^{Gain/10})。因為第一級的雜訊不需除以任何增益,而後續各級則要除以前面累積的增益,所以第一個放大器主導了整個系統的雜訊指數。

範例演算

第一級:NF_1 = 1\ dB,G_1 = 15\ dB。第二級:NF_2 = 4\ dB。換算後:F_1 = 10^{0.1} ≈ 1.2589,F_2 = 10^{0.4} ≈ 2.5119,G_1 = 10^{1.5} ≈ 31.623。代入後

F = 1.2589 + ((2.5119 - 1) ÷ (31.623)) ≈ 1.3067

因此

NF = 10·\log_{10}(1.3067) ≈ 1.163\ dB

多虧第一級有 15 dB 的增益,這 4 dB 的第二級對整體幾乎沒有影響。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

多少的雜訊指數才算好?
對低雜訊放大器(LNA)而言,低於 1~2 dB 就相當優異;一般接收機則可容許更高的數值。
為什麼第一級最重要?
Friis 公式會把後面每一級的貢獻除以它前方累積的增益,因此高增益、低 NF 的第一級能有效壓抑後段的雜訊。
NF 可以是負值嗎?
不行。被動系統永遠會增加雜訊,所以 \(\text{NF} \geq 0\ \text{dB}\)(\(F \geq 1\))。