Rauschen, Bandbreite und Empfindlichkeit

Die Quelle rauscht schon vor dem Empfänger

Eine angepasste thermische Quelle stellt im klassischen Modell die verfügbare Rauschleistung N = kBTB bereit. kB ist die Boltzmann-Konstante, T die absolute Temperatur in Kelvin und B die äquivalente Rauschbandbreite in Hertz. Bei 290 K liefert 1 Hz BandbreiteBandbreite×Bandbreite beschreibt die Breite eines Frequenzbereichs. Beim Empfang begrenzt das Filter den ausgewerteten Ausschnitt; die belegte Bandbreite des Signals ist eine andere Grösse.Beispiel & vollständige Erklärung → ungefähr −174 dBmdBm×dBm beschreibt einen absoluten Leistungspegel relativ zu 1 Milliwatt. Es verbindet die logarithmische dB-Skala mit einer festen Referenzleistung.Beispiel & vollständige Erklärung →; das ist eine Leistungsdichte als Bezugspunkt, keine pauschale Empfängerempfindlichkeit.

Verdoppelst du die Bandbreite, verdoppelt sich diese Rauschleistung; das entspricht etwa 3 dB. Für 2400 Hz liegen gegenüber 1 Hz ungefähr 33,8 dB zusätzlich an. Eine reale Antenne kann durch Atmosphäre und lokale elektrische Geräte deutlich mehr Rauschen liefern, als eine ideale Quelle bei Raumtemperatur erwarten lässt.

Was das Rauschmass ergänzt

Das Rauschmass beschreibt die Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses durch einen Empfänger unter definierten Referenzbedingungen. Für den Rechner wird daraus bei 290 K eine äquivalente zusätzliche Rauschtemperatur. Diese wird zur Temperatur der Quelle addiert. So wird ein anderer Quellentemperaturwert nicht fälschlich einfach mit dem Rauschfaktor multipliziert.

Empfindlichkeit benötigt zusätzlich ein Kriterium: Wie viel Signal-Rausch-Verhältnis oder welche Fehlerrate muss erreicht werden? Betriebsart, Demodulator und geforderte Qualität gehören deshalb zu jeder aussagekräftigen Angabe. Zwei Datenblätter mit verschiedenen Bandbreiten oder Messkriterien sind nicht ohne Umrechnung vergleichbar.

Schmaler filtern, Information erhalten

Ein engeres Filter verbessert den Vergleich nur, solange das Nutzsignal vollständig genug erhalten bleibt. Schneidest du Sprache oder Daten ab, kann die Nutzbarkeit trotz geringerem Rauschen sinken. Verwende im Rechner die äquivalente Rauschbandbreite; die am Bildschirm angeschriebene Filterbreite ist je nach Filterform nur eine Näherung dafür.