2 雜訊指數在數位接收器設計中為什麼很重要

數位接收器在兩種不同的情境下工作，如圖 1 中所示。在阻斷情況下，存在干擾或干擾器，接收器必須以較低的 RF 增益運作，才能避免使 ADC 飽和。在此配置中，ADC 被干擾因素驅動至接近全刻度，因此，ADC 的大訊噪比 (SNR) 決定了可以偵測到多弱的訊號。還有其他降級機制，例如相位雜訊及無雜散動態範圍。

在第二個情境中，不存在干擾。偵測最弱訊號完全取決於接收器固有的本底雜訊，這種情況通常以接收器靈敏度來衡量。雜訊指數可測量接收器訊號鏈中元件所造成的 SNR 劣化情形。

ADC 的雜訊指數通常是接收器最弱的環節 (約為 25 至 30dB)，而低雜訊放大器 (LNA) 的雜訊指數則低至 <1dB。然而，可以透過使用 LNA 向類比 RF 前端 (靠近天線) 增加增益來改善 ADC 雜訊指數。1dB 接收器系統雜訊指數與 2dB 接收器系統雜訊指數間的差異約為 20%。這種差異意味着具有 1dB 雜訊指數的接收器可以偵測到振幅弱大約 20% 的訊號。在軟體定義無線電 (SDR) 中，這意味著無線電輸出功率降低，從而可以延長電池壽命，而在雷達中，這意味著可以覆蓋更遠的距離。

SDR 或數位雷達中的現代接收器設計使用直接射頻取樣 ADC 來縮小尺寸、減輕重量和降低功率。此架構無需 RF 降頻轉換混合級，從而簡化了接收器設計。ADC 雜訊指數越好，所需的增益就越少，從而節省了更多成本。此外，使用較少的額外 RF 增益意味著當存在干擾時，需要降低的增益較少，而接收器的動態範圍則更高。