ch3.10噪聲的表示和計算方法ok

1、sRsv2nvnisiPP /nosoPP /iRoRLRnFpA放大器放大器標標準準信信號號源源 在電路某一指定點處的信號功率在電路某一指定點處的信號功率s與噪聲功率與噪聲功率n之比，之比，稱為信號噪聲比，簡稱稱為信號噪聲比，簡稱信噪比信噪比，以，以sn（或（或）表示。）表示。輸出端信噪比輸入端信噪比nosonisin/PPPPF放大器噪聲系數(shù)放大器噪聲系數(shù)Pninonosonisin/APPPPPPFp為放大器的功率增益。為放大器的功率增益。noInoPPnoInonoInon1PPPPF Pno為放大器本身產(chǎn)生的噪聲在輸出端上呈現(xiàn)的噪聲功率。為放大器本身產(chǎn)生的噪聲在輸出端上呈現(xiàn)的噪聲功率

2、。 （附加噪聲功率）（附加噪聲功率）因此，因此，越大，表示放大器本身產(chǎn)生的噪聲越大。越大，表示放大器本身產(chǎn)生的噪聲越大。 為了計算和測量的方便，噪聲系數(shù)也可以用額定功率和額定為了計算和測量的方便，噪聲系數(shù)也可以用額定功率和額定功率增益的關系來定義。功率增益的關系來定義。)(4 s2ssi率信號源所能提供最大功額定功率RVP 舉例：舉例：計算網(wǎng)計算網(wǎng)絡噪聲系數(shù)絡噪聲系數(shù)gRgv2nviRoRLR1R設網(wǎng)絡輸入端匹配設網(wǎng)絡輸入端匹配ggsimRvP42fKTRfKTRRvPgggnnim4442設網(wǎng)絡輸出端匹配設網(wǎng)絡輸出端匹配11RRRvEggo11RRRRRggooosomREP42fKTRfK

3、TRPOOnom4411/RRPPPPFgnomsomnimsimn網(wǎng)絡的網(wǎng)絡的噪聲溫度噪聲溫度不是該網(wǎng)絡的實際物理溫度，而是用以表征不是該網(wǎng)絡的實際物理溫度，而是用以表征該網(wǎng)絡噪聲性能的一種假想溫度。該網(wǎng)絡噪聲性能的一種假想溫度。實際網(wǎng)絡實際網(wǎng)絡 用一無噪聲網(wǎng)絡和一噪聲源用一無噪聲網(wǎng)絡和一噪聲源 等效。等效。設設 是由信號源內(nèi)阻是由信號源內(nèi)阻 在一假想溫度在一假想溫度 下產(chǎn)生的噪聲電壓。下產(chǎn)生的噪聲電壓。2nv2nvsRiTfRKTvsin 42此溫度此溫度 是網(wǎng)絡的是網(wǎng)絡的等效噪聲溫度等效噪聲溫度。iTSRVS實際網(wǎng)絡noPnIP PA ,無噪網(wǎng)絡P AvSSR2nv noP ni nif

4、kTPnoInonoInon1PPPPFTTfkTAfkTAPPinni11 物理意義物理意義: 放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲功率，可看作是由它的放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲功率，可看作是由它的輸入端接上一個溫度為輸入端接上一個溫度為的匹配電阻所產(chǎn)生的。的匹配電阻所產(chǎn)生的。nsnssnnifkTRfkTRRvP4442額定輸入噪聲功率為：額定輸入噪聲功率為：網(wǎng)絡噪聲功率（輸入端）網(wǎng)絡噪聲功率（輸入端）舉例：舉例： = 1.1 = 1.05nFKTi029nFKTi05 .14T1FTni)(可見噪聲系數(shù)與噪聲溫度的關系可見噪聲系數(shù)與噪聲溫度的關系當網(wǎng)絡噪聲較小時，用噪聲溫度來表示更方便些。當網(wǎng)絡噪聲較小時，用

5、噪聲溫度來表示更方便些。圖圖3.10.2 二級級聯(lián)放大器示意圖二級級聯(lián)放大器示意圖npHn1 1fkTAPFn放大的信號源噪聲功率放大器自身的噪聲功率放大器自身的噪聲功率放大的信號源噪聲功率 noP) 1(2nn2pH1no2pH2noFfkTAPAP) 1(nnpHnFfkTAPnpfkTAAPF2H1pH2no21nnfkTAPF1pH1no1n1pH2n1n) 1(AFF2級的噪聲系數(shù)為:1pH2n1n21n) 1()(AFFF采用同樣的方法，可以求得采用同樣的方法，可以求得級級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)級級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)為為12121321) 1() 1() 1()( nnAAAFAAFA

6、FFFpHpHpHnpHpHnpH1nnn21n可見，可見，多級放大器總的噪聲系數(shù)主要取決于前面一、二級，多級放大器總的噪聲系數(shù)主要取決于前面一、二級，最關鍵的是第一級，不僅要求它的噪聲系數(shù)低，而且要求它的最關鍵的是第一級，不僅要求它的噪聲系數(shù)低，而且要求它的額定功率增益盡可能高。額定功率增益盡可能高。 當系統(tǒng)的輸出信噪比（當系統(tǒng)的輸出信噪比（sono）給定時，有效輸入信）給定時，有效輸入信號功率號功率si稱為稱為系統(tǒng)靈敏度系統(tǒng)靈敏度，與之相對應的輸入電壓稱為，與之相對應的輸入電壓稱為最小最小可檢測信號可檢測信號。)/)(nosonnsiPPfkTFP在信號源內(nèi)阻與放大器輸入端電阻匹配時，輸入

7、信號功率在信號源內(nèi)阻與放大器輸入端電阻匹配時，輸入信號功率(系統(tǒng)靈敏度系統(tǒng)靈敏度)為為: 起伏噪聲是功率譜密度均勻的白噪聲。現(xiàn)在來研究它通過線起伏噪聲是功率譜密度均勻的白噪聲?，F(xiàn)在來研究它通過線性四端網(wǎng)絡后的情況，并引出性四端網(wǎng)絡后的情況，并引出等效噪聲頻帶寬度等效噪聲頻帶寬度的概念。的概念。 設四端網(wǎng)絡的設四端網(wǎng)絡的電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)為為( f )，輸入端的噪聲功率譜，輸入端的噪聲功率譜密度為密度為i( f )（白噪聲），（白噪聲），則輸出端的噪聲功率譜密度則輸出端的噪聲功率譜密度o ( f )為為輸出端的噪聲電壓均方值為輸出端的噪聲電壓均方值為)()()(i2ofSfAfSfffAffnd )(S)(d )(S 0i20o2v輸出端的噪聲電壓均方值為輸出端的噪聲電壓均方值為n0o0o )(Sd )(S ffff等效噪聲帶寬是按照噪聲功率相等（幾等效噪聲帶寬是按照噪聲功率相等（幾何意義即面積相等）來等效的。何意義即面積相等）來等效的。 )(d )( 0202nfAffAffffAffnd )(S)(d )(S 0i20o2v輸出端的噪聲電壓均方值輸出端的噪聲電壓均方值:ffSfAffSnd )()(d )( 0i20o2vn02i)()(ffAfS等效噪聲帶寬等效噪聲帶寬: )(d )( 0202nf