Rauschmaß

Das Rauschmaß, mit physikalischen Bezug des Rauschens, ist eine Güteziffer, welche die beiden Eigenschaften des Rauschverhaltens und die Verstärkung einer elektrischen Schaltung so miteinander verbindet, um eine Aussage über die Güte, bzw. Empfindlichkeit dieser Schaltung machen zu können. Dadurch wird ein Vergleich von elektrischen Schaltungen wie beispielsweise Verstärkerschaltungen auch bei gleicher Rauschzahl möglich, was nur Angabe der Rauschzahl alleine nicht möglich wäre.

Definition Rauschmaß

Das Rauschmaß ist festgelegt mit folgender Beziehung:[1]

Mit der Leistungsverstärkung und dem als Zusatzrauschzahl bezeichneten Term welcher den durch das Zweitor zusätzlich eingebrachten Anteil der Rauschzahl in der Form

ausdrückt.

Bedeutung in der Technik

Zwei Schaltungen mit der gleichen Rauschzahl können nicht miteinander verglichen werden, da die Rauschzahl keine Schlüsse über die Qualität oder Sinnhaftigkeit der betroffenen Schaltung zulässt. Zwei Schaltungen mit der gleichen Rauschzahl können beispielsweise unterschiedlich auf die Gesamtrauschzahl einer Anordnung einwirken, je nachdem wie hoch die Verstärkung einer Stufe ist. Bei einer hohen Verstärkung wird die erste Stufe rauschdominant, bei einer kleinen Verstärkung verschlechtert sich die Rauschzahl der Gesamtanordnung.

Wäre die Verstärkung theoretisch unendlich hoch würde das Rauschmaß betragsmäßig in die Zusatzrauschzahl Fv übergehen.

Beispiel

Gegeben sei:

  • Drahtverbindung: Verstärkung = 1, Rauschzahl = 1
  • Dämpfungsglied: Verstärkung sei −3 dB, daraus folgt: Rauschzahl ist 3 dB
  • Verstärker: Verstärkung sei 35 dB, Rauschzahl sei 4 dB

Die Rauschzahl stellt damit, unter sonst gleichen Bedingungen, kein Qualitätsmerkmal dar und eine Auswahl anhand der Rauschzahl, z.B.das Dämpfungsglied als Vorverstärker, ist nicht möglich.

Das Rauschmaß hingegen berücksichtigt dies durch die Einbindung der Verstärkung und erlaubt damit eine begründete Auswahl.

Abgrenzung zur Rauschzahl

Es hat sich eingebürgert, die Rauschzahl in logarithmischer Darstellung auch unter dem gleichen Begriff Rauschmaß aber mit anderer Begriffsbedeutung zu bezeichnen, was auch in die DIN Normung Eingang gefunden hat. Dies kann durch die überschneidende Begriffswahl zu Missverständnissen führen, da der Begriff des Rauschmaßes seit 1955 eine eigenständige Definition hat und nicht mit der Rauschzahl übereinstimmt.[1] Die Verwendung als Rauschzahl sollte daher vermieden werden, wenn nicht aus dem Kontext heraus sicher gestellt wird, dass keine Verwechslungsgefahr besteht.

Trivia

Laut Fachliteratur ist die Angabe des Verhältnisse von Widerständen, Spannungen, Strömen, (Rausch-)Leistungen usw. in linearer oder logarithmischer Skalierung gleichwertig. Es gibt keinen Grund Spannungsverhältnisse z. B. in Dezibel (dB) als Spannungsmaß zu bezeichnen. Der Ursprung, dass manchmal die Rauschzahl in dB als Rauschmaß bezeichnet wird, ist nicht mehr eruierbar. Nach Norm wäre eine Verwechslung vermeidbar wenn die Bezeichnungen diesbezüglich angepasst würden. Also Spannungs-Dämpfungsmaß, Rausch-Verhältnismaß. Siehe hierzu unter Logarithmische Größe#Maße.

Einzelnachweise
  1. Meinke, Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik. 5. Auflage. Band 1 / Grundlagen. Springer, 1992, ISBN 3-540-54714-2, S. D24 bis D25.
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