《噪聲與干擾》 (2)ppt課件

1、 鄧鄧 鋼鋼GG由電路內(nèi)部產(chǎn)生的無用信號稱由電路內(nèi)部產(chǎn)生的無用信號稱為內(nèi)部噪聲，簡稱噪聲為內(nèi)部噪聲，簡稱噪聲噪聲和干擾泛指除有用信號以外噪聲和干擾泛指除有用信號以外的其他一切無用信號，將極大影的其他一切無用信號，將極大影響電子設(shè)備的性能目的：響電子設(shè)備的性能目的：來自電路外部的無用信號稱為外來自電路外部的無用信號稱為外部噪聲，通常也稱為干擾部噪聲，通常也稱為干擾本章主要討論自然噪聲：本章主要討論自然噪聲：噪聲的來源和特點噪聲的來源和特點噪聲的表示和計算噪聲的表示和計算干擾和噪聲都具有隨機性干擾和噪聲都具有隨機性由電阻內(nèi)部的自在電子無規(guī)那么由電阻內(nèi)部的自在電子無規(guī)那么的熱運動產(chǎn)生，又稱為起伏噪聲

2、：的熱運動產(chǎn)生，又稱為起伏噪聲：是許多繼續(xù)時間極短的脈沖電流疊是許多繼續(xù)時間極短的脈沖電流疊加的結(jié)果加的結(jié)果長時看總和為零，但在每一瞬時電長時看總和為零，但在每一瞬時電流在某一方向都有一定數(shù)值流在某一方向都有一定數(shù)值頻率范圍很寬，可以為是頻率范圍很寬，可以為是“白噪聲白噪聲噪聲電壓的均方值：噪聲電壓的均方值：2201lim( )TnnTee t dtT可看做是噪聲電壓在單位電阻上耗費的可看做是噪聲電壓在單位電阻上耗費的平均功率平均功率功率譜密度功率譜密度 ：單位頻帶內(nèi)的功：單位頻帶內(nèi)的功率率( )S f電阻熱噪聲電壓的功率譜密度：電阻熱噪聲電壓的功率譜密度：( )4(/)S fkTR WHz2

3、31.38 10/kJK波爾茲曼常數(shù)波爾茲曼常數(shù)T T為熱力學溫度為熱力學溫度R R為電阻的阻值為電阻的阻值( )4(/)S fkTR WHz假設(shè)系統(tǒng)任務頻帶假設(shè)系統(tǒng)任務頻帶( (或丈量噪聲功或丈量噪聲功率時的頻帶寬度率時的頻帶寬度) )為為 ，那么電阻，那么電阻熱噪聲的均方值為：熱噪聲的均方值為：f24nekTR f有效值為：有效值為：24nnEekTR f實踐電路中實踐電路中的電阻建模的電阻建模方式：方式：24/nikT fR易知當噪聲源的負載易知當噪聲源的負載與其內(nèi)阻匹配時，噪與其內(nèi)阻匹配時，噪聲源可以實現(xiàn)最大功聲源可以實現(xiàn)最大功率傳輸率傳輸LRR對于實數(shù)阻抗網(wǎng)絡來對于實數(shù)阻抗網(wǎng)絡來說，

4、當說，當 時，時，nPkT f該功率又被稱為噪聲源的資用功率該功率又被稱為噪聲源的資用功率(available power)(available power)：僅與噪聲源本身有關(guān)，與負載無關(guān)，表僅與噪聲源本身有關(guān)，與負載無關(guān)，表示噪聲源輸出功率的最大才干示噪聲源輸出功率的最大才干與電阻本身的大小無關(guān)，僅與溫度和系與電阻本身的大小無關(guān)，僅與溫度和系統(tǒng)帶寬有關(guān)統(tǒng)帶寬有關(guān)2/ 4MSSPVR放大器的任務帶寬為放大器的任務帶寬為2MHz2MHz，信號源，信號源電阻為電阻為 ，當任務溫度為，當任務溫度為 ，電，電壓增益為壓增益為 ，輸入信號有效值為，輸入信號有效值為 時，試計算輸出信號有效值時，試計算輸

5、出信號有效值( (有用信有用信號和噪聲號和噪聲) )，假定放大器所產(chǎn)生的噪，假定放大器所產(chǎn)生的噪聲及其它噪聲可以忽略聲及其它噪聲可以忽略20027 C2005 V23644 1.38 10300 2 102002.57inVkTR fV 200 51200 2.570.514oinoinVA VmVVA VmV22200( )( )|( )|( )( )|( )|oinoiSfSfH fvSf dfSfH fdf假設(shè)輸入信假設(shè)輸入信號為白噪聲：號為白噪聲：222200200|( )|( )|niiH fdfvSH fdfS HH定義線性系統(tǒng)的等定義線性系統(tǒng)的等效噪聲帶寬為：效噪聲帶寬為：202

6、0|( )|nH fdfBWH那么有：那么有：22020|()|nininvSH fBWS H BW等效噪聲帶寬等效噪聲帶寬與輸入噪聲無與輸入噪聲無關(guān)，而由傳送關(guān)，而由傳送函數(shù)決議函數(shù)決議有頻響的線性有頻響的線性網(wǎng)絡使白噪聲網(wǎng)絡使白噪聲變成有色噪聲變成有色噪聲0.7(1)2nBWBW設(shè)以下圖中的電容為無損耗電容，求輸出設(shè)以下圖中的電容為無損耗電容，求輸出端噪聲電壓的均方值端噪聲電壓的均方值無噪聲無噪聲RCRC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡的傳送函數(shù)為：傳送函數(shù)為：1( )12H fjfRC故故222001( )|( )|41 (2)nkTvS fH fdfkTRdffRCC等效噪聲等效噪聲帶寬為：帶寬為：2022

7、00|( )|111 (2)4nH fdfBWdfHfRCRC理想電抗元件不產(chǎn)生熱噪聲理想電抗元件不產(chǎn)生熱噪聲實踐的電感和電容，由于存在一實踐的電感和電容，由于存在一定的損耗電阻或漏電導，而被以定的損耗電阻或漏電導，而被以為是有噪元件為是有噪元件電感的損耗電阻普通不能忽略電感的損耗電阻普通不能忽略電容的損耗電阻通?？梢院雎噪娙莸膿p耗電阻通?？梢院雎跃w管噪聲的來源有如下四種：晶體管噪聲的來源有如下四種：熱噪聲熱噪聲晶體管三個區(qū)的體電阻和引線電阻均會晶體管三個區(qū)的體電阻和引線電阻均會產(chǎn)生熱噪聲。其中產(chǎn)生熱噪聲。其中 為主要噪聲源為主要噪聲源bbr散粒噪聲散粒噪聲( (散彈噪聲散彈噪聲) )由于載

8、流子隨機經(jīng)過由于載流子隨機經(jīng)過PNPN結(jié)，使得不同的結(jié)，使得不同的瞬間發(fā)射極或集電極電流在平均值上下瞬間發(fā)射極或集電極電流在平均值上下作不規(guī)那么的起伏變化而構(gòu)成作不規(guī)那么的起伏變化而構(gòu)成0( )2ISfqI其電流功率譜密度為：其電流功率譜密度為：散粒噪聲也是與頻率無關(guān)的白噪聲，但散粒噪聲也是與頻率無關(guān)的白噪聲，但其大小與平均電流值其大小與平均電流值 成正比。故在低成正比。故在低噪聲放大器中，第一級的任務電流設(shè)計噪聲放大器中，第一級的任務電流設(shè)計得較小得較小0I分配噪聲分配噪聲由于載流子在基區(qū)復合的隨機性，呵斥由于載流子在基區(qū)復合的隨機性，呵斥集電極和基極電流的隨機動搖而引起的集電極和基極電流的

9、隨機動搖而引起的噪聲，也是電流噪聲噪聲，也是電流噪聲低頻噪聲低頻噪聲包括閃爍噪聲包括閃爍噪聲( ( 噪聲噪聲) )及爆裂噪聲，及爆裂噪聲，通常與晶體管外表形狀或內(nèi)部缺陷有關(guān)通常與晶體管外表形狀或內(nèi)部缺陷有關(guān)1/ f閃爍噪聲的特點是在低頻閃爍噪聲的特點是在低頻( (幾千赫以下幾千赫以下) )區(qū)域，其噪聲強度顯著添加，且隨頻率區(qū)域，其噪聲強度顯著添加，且隨頻率降低而升高，大體上與頻率成反比降低而升高，大體上與頻率成反比任務頻率越高，分配噪聲越大任務頻率越高，分配噪聲越大閃爍噪聲是低頻電子線路的主要噪聲源，閃爍噪聲是低頻電子線路的主要噪聲源，也存在于其它元器件中也存在于其它元器件中溝道熱噪聲溝道熱噪

10、聲由導電溝道中多子不規(guī)那么的熱運動而由導電溝道中多子不規(guī)那么的熱運動而產(chǎn)生，是場效應管的主要噪聲源產(chǎn)生，是場效應管的主要噪聲源柵極感應噪聲柵極感應噪聲產(chǎn)生緣由與雙極型晶體管大致一樣產(chǎn)生緣由與雙極型晶體管大致一樣24ndmikTgf溝道熱噪聲經(jīng)過柵極電容溝道熱噪聲經(jīng)過柵極電容 的耦合，在的耦合，在柵極上感應而產(chǎn)生噪聲，其值隨功率頻柵極上感應而產(chǎn)生噪聲，其值隨功率頻率及率及 的增高而變大的增高而變大gsCgsC閃爍噪聲閃爍噪聲( ( 噪聲噪聲) )1/ f柵極散粒噪聲柵極散粒噪聲由柵極內(nèi)電荷的不規(guī)那么起伏引起由柵極內(nèi)電荷的不規(guī)那么起伏引起二極管正偏形狀二極管正偏形狀正偏形狀下的二極管也存在散彈噪聲

11、電流，正偏形狀下的二極管也存在散彈噪聲電流，在低頻范圍內(nèi)還需求思索其閃爍噪聲在低頻范圍內(nèi)還需求思索其閃爍噪聲二極管反偏形狀二極管反偏形狀由于反向飽和電流較小，故散彈噪聲較小由于反向飽和電流較小，故散彈噪聲較小反偏任務形狀下主要針對穩(wěn)壓二極管反偏任務形狀下主要針對穩(wěn)壓二極管齊納型穩(wěn)壓管主要呈現(xiàn)的是散彈噪聲，齊納型穩(wěn)壓管主要呈現(xiàn)的是散彈噪聲，在頻率較低時也有閃爍噪聲在頻率較低時也有閃爍噪聲雪崩型穩(wěn)壓管的噪聲較大，除散彈噪雪崩型穩(wěn)壓管的噪聲較大，除散彈噪聲外還有由于聲外還有由于PNPN結(jié)內(nèi)的缺陷和不均勻性結(jié)內(nèi)的缺陷和不均勻性而呵斥的多態(tài)噪聲而呵斥的多態(tài)噪聲天線歐姆電阻產(chǎn)生的噪聲，通?？珊雎蕴炀€歐姆電

12、阻產(chǎn)生的噪聲，通?？珊雎越蛹{外來噪聲能量接納外來噪聲能量主要包括接納周圍介質(zhì)輻射的噪聲能量主要包括接納周圍介質(zhì)輻射的噪聲能量和各種外界環(huán)境噪聲，與其周圍的介質(zhì)和各種外界環(huán)境噪聲，與其周圍的介質(zhì)溫度、天線的指向及頻率有關(guān)溫度、天線的指向及頻率有關(guān)接納天線端口噪聲的兩個來源：接納天線端口噪聲的兩個來源：用天線的輻射電阻用天線的輻射電阻 在溫度在溫度 產(chǎn)生的熱產(chǎn)生的熱噪聲來表示天線的噪聲性能：噪聲來表示天線的噪聲性能：ARaT24naAnekT R BWaT ：天線的等效噪聲溫度，：天線的等效噪聲溫度，不一定等于天線周圍的溫度不一定等于天線周圍的溫度當天線與接納機輸入端匹配時，額定噪當天線與接納機輸

13、入端匹配時，額定噪聲功率為：聲功率為：24nninimanAePPkT BWR天線的環(huán)境噪聲是指大氣電離層的天線的環(huán)境噪聲是指大氣電離層的衰落和天氣的變化等要素引起的自衰落和天氣的變化等要素引起的自然噪聲，以及來自太陽、銀河系和然噪聲，以及來自太陽、銀河系和月球的無線電輻射產(chǎn)生的宇宙噪聲。月球的無線電輻射產(chǎn)生的宇宙噪聲。環(huán)境噪聲是不穩(wěn)定的，在空間的分環(huán)境噪聲是不穩(wěn)定的，在空間的分布也是不均勻的。例如，自然噪聲布也是不均勻的。例如，自然噪聲隨季節(jié)、晝夜時間以及頻率的變化隨季節(jié)、晝夜時間以及頻率的變化都將發(fā)生變化；通常，銀河系的輻都將發(fā)生變化；通常，銀河系的輻射較強，其主要影響在米波段以下，射較強

14、，其主要影響在米波段以下，長期觀測闡明，這種影響是穩(wěn)定的；長期觀測闡明，這種影響是穩(wěn)定的；太陽的影響最大又極不穩(wěn)定，它與太陽的影響最大又極不穩(wěn)定，它與太陽的黑子變化等有關(guān)太陽的黑子變化等有關(guān)假設(shè)各噪聲源是互不相關(guān)的，即各假設(shè)各噪聲源是互不相關(guān)的，即各噪聲源中任一噪聲源在某特定時間上噪聲源中任一噪聲源在某特定時間上的噪聲電壓的瞬時值與另一噪聲源在的噪聲電壓的瞬時值與另一噪聲源在該時間上的數(shù)值大小無關(guān)，那么總輸該時間上的數(shù)值大小無關(guān)，那么總輸出噪聲功率等于各自輸出功率之和出噪聲功率等于各自輸出功率之和222212nnnnkeeee否那么需求思索噪聲源之間的相關(guān)否那么需求思索噪聲源之間的相關(guān)系數(shù)系數(shù)

15、從噪聲對信號影響的效果來看，不從噪聲對信號影響的效果來看，不在于噪聲電平的絕對值的大小，而在在于噪聲電平的絕對值的大小，而在于信號功率與噪聲功率的相對值于信號功率與噪聲功率的相對值所以在電路的某一點所以在電路的某一點上，常用信號功率與噪上，常用信號功率與噪聲功率的比值聲功率的比值( (即信噪即信噪比比 ) )來表示噪聲對有來表示噪聲對有用信號的影響用信號的影響/S N信噪比不能表示從輸入到輸出電路信噪比不能表示從輸入到輸出電路在信號中注入了多少噪聲在信號中注入了多少噪聲即網(wǎng)絡輸入端的信噪比即網(wǎng)絡輸入端的信噪比和輸出端信噪比的比值和輸出端信噪比的比值/sinisonoPPFPP10lg()NFF

16、 dB/sininononosononisosinipnioPPPPPFPPPPPPAPpA：電路對信號的功率增益：電路對信號的功率增益nioP：輸入噪聲經(jīng)過電路后，在電路輸出：輸入噪聲經(jīng)過電路后，在電路輸出端產(chǎn)生的噪聲功率端產(chǎn)生的噪聲功率nonaopninaonioPPAPPPnaoP ：電路內(nèi)部噪聲在：電路內(nèi)部噪聲在輸出端產(chǎn)生的噪聲功輸出端產(chǎn)生的噪聲功率率11naonionaonaonioniopniPPPPFPPAP 設(shè)某放大器的功率增益設(shè)某放大器的功率增益 ，其固有噪聲功率其固有噪聲功率 。分別計算。分別計算 和和 時的噪聲系數(shù)之時的噪聲系數(shù)之值值10lg20pAdB10naoPW1n

17、iPW10niPW解：解：10111.1100 1naopniPFA P (1)niif PW100pA (10)niif PW10111.01100 10naopniPFA P 故為使噪聲系數(shù)有一個確切的定義，故為使噪聲系數(shù)有一個確切的定義，輸入噪聲功率普通規(guī)定為信號源內(nèi)阻輸入噪聲功率普通規(guī)定為信號源內(nèi)阻產(chǎn)生的熱噪聲功率產(chǎn)生的熱噪聲功率NFNF頻率特性曲頻率特性曲線線噪聲系數(shù)等值線圖。噪聲系數(shù)等值線圖。可見噪聲系數(shù)還和放可見噪聲系數(shù)還和放大器的任務條件有關(guān)大器的任務條件有關(guān)32111212(1)111npppppp nFFFFFAAAAAA影響級聯(lián)放影響級聯(lián)放大器噪聲性大器噪聲性能的主要要能

18、的主要要素是第一級素是第一級的噪聲系數(shù)的噪聲系數(shù)及其功率增及其功率增益益留意：假設(shè)留意：假設(shè)A0A0呢？呢？按定義計算按定義計算/sininononosononisosinipnioPPPPPFPPPPPPAP11naonionaonaonioniopniPPPPFPPAP 信噪比與負載的關(guān)系信噪比與負載的關(guān)系2202220()sLsLsosononnLsLVRRRPVSNPeeRRR即信號源加上負載后的即信號源加上負載后的信噪比與負載大小無關(guān)信噪比與負載大小無關(guān)額定功率法額定功率法由信噪比與負載的關(guān)系可知，由信噪比與負載的關(guān)系可知，可用額定功率表示實踐功率可用額定功率表示實踐功率/sinis

19、onoPPFPP所謂額定功率是指網(wǎng)絡的輸入、所謂額定功率是指網(wǎng)絡的輸入、輸出端都到達阻抗匹配，輸入輸出端都到達阻抗匹配，輸入和輸出功率到達最大和輸出功率到達最大/1/simnimnomnaomsomnompmnimpmnimPPPPFPPAPAP 式中各參數(shù)均為匹配條件下的式中各參數(shù)均為匹配條件下的取值取值額定功率法額定功率法0001simssomssPRRRFPRR 輸出端的等效戴維南輸出端的等效戴維南電路參數(shù)為：電路參數(shù)為：0,ssosVV RRR20220444()ssimssssomosVPRVVPRRRnimnomPPkT f開路電壓法和短路電流法開路電壓法和短路電流法噪聲系數(shù)也可表

20、示成輸出端開噪聲系數(shù)也可表示成輸出端開路時的兩均方電壓之比或輸出路時的兩均方電壓之比或輸出端短路時的兩均方電流之比端短路時的兩均方電流之比/sinisonoPPFPP2222nononionioviFFvi或22,nonovi：分別為網(wǎng)絡輸出端開：分別為網(wǎng)絡輸出端開路和短路時總的輸出噪聲均路和短路時總的輸出噪聲均方電壓和均方電流方電壓和均方電流22,nioniovi：分別為網(wǎng)絡輸出端開：分別為網(wǎng)絡輸出端開路和短路時理想網(wǎng)絡的輸出路和短路時理想網(wǎng)絡的輸出噪聲均方電壓和均方電流噪聲均方電壓和均方電流/sininononosononisosinipnioPPPPPFPPPPPPAP開路電壓法開路電壓

21、法204()nosvkT f RR22044naoniosvkT fRvkT fR2222011nonaosnioniovvRFRvv 短路電流法短路電流法204noskT fiRR22020204()4()naossnioskTR fiRRkTRfiRR2222011nonaosnionioiiRFRii 無源有耗網(wǎng)絡的噪聲系數(shù)無源有耗網(wǎng)絡的噪聲系數(shù)/sinisonoPPFPP運用額定功率法：運用額定功率法：/simnimnomsomnompmnimPPPFPPAP對于輸入、輸出端均匹配的無源有耗網(wǎng)對于輸入、輸出端均匹配的無源有耗網(wǎng)絡，其絡，其nomnimPPkT f1nompmnimpmP

22、FLAPA電阻熱噪聲的來源：自在電子的無電阻熱噪聲的來源：自在電子的無規(guī)那么熱運動規(guī)那么熱運動電阻熱噪聲電壓的均方值及功率電阻熱噪聲電壓的均方值及功率24nekTR f實踐電路中的電阻建模方式：實踐電路中的電阻建模方式：額定功率及熱噪聲源的額定功率額定功率及熱噪聲源的額定功率nPkT f等效噪聲帶寬的定義及計算等效噪聲帶寬的定義及計算噪聲系數(shù)的定義與四種計算方法噪聲系數(shù)的定義與四種計算方法級聯(lián)噪聲系數(shù)的計算級聯(lián)噪聲系數(shù)的計算totalAtotalNF圖中，圖中，A A為衰減器無源有耗網(wǎng)絡，為衰減器無源有耗網(wǎng)絡，B B為為放大器，假定放大器，假定A A、B B均處于匹配形狀，試計均處于匹配形狀，

23、試計算該級聯(lián)電路的增益算該級聯(lián)電路的增益 及噪聲系數(shù)及噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)與網(wǎng)絡內(nèi)部噪聲大小有關(guān)噪聲系數(shù)與網(wǎng)絡內(nèi)部噪聲大小有關(guān)噪聲系數(shù)與以下要素有關(guān)：噪聲系數(shù)與以下要素有關(guān)：噪聲系數(shù)與輸入噪聲的大小或者說噪聲系數(shù)與輸入噪聲的大小或者說與信號源噪聲溫度有關(guān)與信號源噪聲溫度有關(guān)丈量網(wǎng)絡的噪聲系數(shù)時，規(guī)定信丈量網(wǎng)絡的噪聲系數(shù)時，規(guī)定信號源內(nèi)阻取規(guī)范噪聲溫度，即：號源內(nèi)阻取規(guī)范噪聲溫度，即：0290TK網(wǎng)絡噪聲系數(shù)還與信號源內(nèi)阻有關(guān)，網(wǎng)絡噪聲系數(shù)還與信號源內(nèi)阻有關(guān)，因此存在使網(wǎng)絡噪聲系數(shù)最小的最因此存在使網(wǎng)絡噪聲系數(shù)最小的最正確源阻抗正確源阻抗在進展計算時，無論是電壓與電流轉(zhuǎn)在進展計算時，無論是電壓與電

24、流轉(zhuǎn)換，還是分壓系數(shù)與分流系數(shù)，都要換，還是分壓系數(shù)與分流系數(shù)，都要是平方關(guān)系是平方關(guān)系普通情況下：普通情況下：分析串聯(lián)方式的電路用開路電壓法分析串聯(lián)方式的電路用開路電壓法較簡單較簡單分析并聯(lián)方式的電路用短路電流法分析并聯(lián)方式的電路用短路電流法較方便較方便當電路較復雜時，用額定功率法較當電路較復雜時，用額定功率法較為簡便，但需留意額定功率法只適為簡便，但需留意額定功率法只適用于無源網(wǎng)絡用于無源網(wǎng)絡噪聲系數(shù)的概念僅適用于線性網(wǎng)絡噪聲系數(shù)的概念僅適用于線性網(wǎng)絡將有噪聲線性網(wǎng)絡的內(nèi)部噪聲折算到將有噪聲線性網(wǎng)絡的內(nèi)部噪聲折算到電路輸入端，此內(nèi)部噪聲可以用提高電路輸入端，此內(nèi)部噪聲可以用提高信號源內(nèi)阻上

25、的溫度來等效，即將其信號源內(nèi)阻上的溫度來等效，即將其視為信號源內(nèi)阻視為信號源內(nèi)阻 處于溫度處于溫度 時產(chǎn)生時產(chǎn)生的噪聲，而將原網(wǎng)絡看做理想無噪聲的噪聲，而將原網(wǎng)絡看做理想無噪聲網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡，這個 就稱為等效噪聲溫度就稱為等效噪聲溫度0sReTeT00(1)1/eeTFTFTT 推導可得：推導可得：多級級聯(lián)網(wǎng)絡的等效多級級聯(lián)網(wǎng)絡的等效噪聲溫度公式請自行噪聲溫度公式請自行查看課本查看課本當系統(tǒng)與前端匹配時，可將等效噪聲當系統(tǒng)與前端匹配時，可將等效噪聲溫度與信號源內(nèi)阻的噪聲溫度疊加，溫度與信號源內(nèi)阻的噪聲溫度疊加，從而實踐處置時比較方便，此時有：從而實踐處置時比較方便，此時有：()ninimaeP

26、Pk TTf其中其中 為信號源噪聲的等效噪聲溫度為信號源噪聲的等效噪聲溫度aT等效噪聲溫度比較適宜描畫噪聲系數(shù)等效噪聲溫度比較適宜描畫噪聲系數(shù)接近接近1 1的部件，緣由在于其提供了比的部件，緣由在于其提供了比較高的分辨率較高的分辨率假定一切噪聲具有假定一切噪聲具有一樣的頻譜，且無一樣的頻譜，且無相關(guān)性相關(guān)性各參數(shù)的含義闡明：各參數(shù)的含義闡明：2220, ,ssnniRe e iZ A在輸入端短路和開路情況下，分別丈在輸入端短路和開路情況下，分別丈量輸出端的噪聲均方根值，便可經(jīng)過量輸出端的噪聲均方根值，便可經(jīng)過折算求出噪聲系數(shù)折算求出噪聲系數(shù)推導可得：推導可得：2220014nnssei RFk

27、TRf 2220014nnssei RFkTRf 當當 時，時，202nssoptneRRi22min212nnneiFkT fe 當信號源內(nèi)阻為使噪聲系數(shù)最小的最當信號源內(nèi)阻為使噪聲系數(shù)最小的最正確信號源內(nèi)阻時，電路本身產(chǎn)生的正確信號源內(nèi)阻時，電路本身產(chǎn)生的噪聲功率相對于信號源內(nèi)阻產(chǎn)生的噪噪聲功率相對于信號源內(nèi)阻產(chǎn)生的噪聲功率，其影響到達最小，但是并不聲功率，其影響到達最小，但是并不闡明輸出端的信噪比一定最大闡明輸出端的信噪比一定最大當要求一定的輸出信噪比時，噪聲性當要求一定的輸出信噪比時，噪聲性能決議了輸入端必需的信號功率能決議了輸入端必需的信號功率靈敏度就是在給定接納機要求的輸出靈敏度就

28、是在給定接納機要求的輸出端信噪比的條件下，接納機所能檢測端信噪比的條件下，接納機所能檢測的最低輸入信號電平：的最低輸入信號電平：min0min()(1)()saoPk BW TFTSNRmin0min()(1)(/)10lg()()saoPdBmk TFTdBm HzBWSNRdBaT ：接納機天線的等效噪聲溫度：接納機天線的等效噪聲溫度F ：接納機的噪聲系數(shù)：接納機的噪聲系數(shù)0T ：規(guī)范噪聲溫度，即：規(guī)范噪聲溫度，即290K290K ：接納機帶寬：接納機帶寬B W ：接納機所要求的輸出信噪比：接納機所要求的輸出信噪比m in()oSN R當當 時，靈敏度為：時，靈敏度為：0290aTTKmi

29、n0min()(1)(/)10lg()()saoPdBmk TFTdBm HzBWSNRdBminmin()174()() 10lg()()soPdBmdBmNF dBBWSNRdB 例：設(shè)接納機帶寬為例：設(shè)接納機帶寬為1MHz1MHz，噪聲系數(shù)，噪聲系數(shù)為為20dB20dB，假設(shè)希望輸出信噪比為，假設(shè)希望輸出信噪比為10dB10dB，那么靈敏度為：那么靈敏度為：6min9( 17420 10lg1010)843.98 10sPdBmdBmmW 選用低噪聲元器件選用低噪聲元器件正確選擇晶體管的直流任務點正確選擇晶體管的直流任務點選擇適宜的信號源內(nèi)阻選擇適宜的信號源內(nèi)阻選擇適宜的任務頻帶選擇適宜

30、的任務頻帶選擇適宜的放大電路選擇適宜的放大電路降低熱噪聲降低熱噪聲請自行閱讀課本請自行閱讀課本低噪聲放大器低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, (Low Noise Amplifier, LNA)LNA)是射頻接納機前端的主要部件，是射頻接納機前端的主要部件，主要有以下幾個特點：主要有以下幾個特點：噪聲越小越好。要求其有一定的增益，噪聲越小越好。要求其有一定的增益，但其增益又不宜過大但其增益又不宜過大線性范圍大、增益最好可調(diào)理線性范圍大、增益最好可調(diào)理其輸入端必需很好地與天線或天線濾波其輸入端必需很好地與天線或天線濾波器匹配，以到達功率最大傳輸或有最小器匹配，以到達功率最大傳

31、輸或有最小的噪聲系數(shù)，并能保證濾波器的性能的噪聲系數(shù)，并能保證濾波器的性能應具有一定的選頻性能應具有一定的選頻性能主要性能目的：低噪聲系數(shù)、足夠的主要性能目的：低噪聲系數(shù)、足夠的線性范圍、適宜的增益、輸入線性范圍、適宜的增益、輸入/ /輸出阻輸出阻抗的匹配、輸入抗的匹配、輸入/ /輸出間良好的隔離等輸出間良好的隔離等無論采用何種工藝、器件，其電路構(gòu)無論采用何種工藝、器件，其電路構(gòu)造都差不多，均由晶體管、偏置、輸造都差不多，均由晶體管、偏置、輸入匹配和負載四大部分組成，其設(shè)計入匹配和負載四大部分組成，其設(shè)計的根本特點是：的根本特點是：共源共源- -共柵級聯(lián)增大輸入共柵級聯(lián)增大輸入/ /輸出間的輸出間的隔離隔離雙端輸入雙端輸入/ /輸出改善線性輸出改善線性源極電感負反響或共柵組態(tài)實現(xiàn)輸源極電感負反響或共柵組態(tài)實現(xiàn)輸入阻抗匹配入阻抗匹配合理設(shè)置偏置元件和偏置值改善噪合理設(shè)置偏置元件和偏置值改善噪聲聲輸出采用輸出采用LCLC回路選頻和阻抗