噪声的表示与计算方法
可检测信号。 在信号源内阻与放大器输入端电阻匹配时,输入信号功率
为
P'si Fn (kTfn )(P'so / P'no )
End
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
起伏噪声是功率谱密度均匀的白噪声。现在来研究它通过 线性四端网络后的情况,并引出等效噪声频带宽度的概念。
设四端网络的电压传输系数为A( f ),输入端的噪声功率 谱密度为Si( f ),则输出端的噪声功率谱密度So ( f )为
(Fnn 1) ApH1 ApH2 ApHn1
可见,多级放大器总的噪声系数主要取决于前面一、二级,
最关键的是第一级,不仅要求它的噪声系数低,而且要求它的 额定功率增益尽可能高。
End
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
当系统的输出信噪比(Pso/Pno)给定时,有效输入信 号功率P'si称为系统灵敏度,与之相对应的输入电压称为最小
So ( f ) A2( f )Si ( f )
输出端的噪声电压均方值为
v
2 n
0 So ( f ) df
0
A2
(
f
)Si
(
f
)
df
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
输出端的噪声电压均方值为
v
2 n
0 So ( f ) df
0
A2
(
f
)Si
(
f
)
df
等效噪声带宽是按照噪声功率相等(几 何意义即面积相等)来等效的。
Psi / Pni Pso / Pno
P'si / P'ni P'so / P'no
v
2 n
4kTRsfn
图4.10.1 表示额定功率和噪声系数定义的电路
End
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表示放大器(四端网络)内部噪声的另一种方法是将内
部噪声折算到输入端,放大器本身则被认为是没有噪声的理 想器件。
0 So ( f ) df So ( f0 ) fn
A2 ( f ) df
0
A2 ( f0 )
fn
图4.10.4 等效噪声带宽 示意图
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等效噪声带宽
A2 ( f ) df
0
A2 ( f0 )
fn
输出端的噪声电压均方值为
v
2 n
0
So ( f ) df
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4.10.1 噪声系数 4.10.2 噪声温度 4.10.3 多级放大器的噪声系数 4.10.4 灵敏度 4.10.5 等效噪声频带宽度 4.10.6 减小噪声系数的措施
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
在电路某一指定点处的信号功率Ps与噪声功率Pn之比,称 为信号噪声比,简称信噪比,以Ps/Pn(或S/N)表示。
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End
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放大器自身的噪声功率 Fn 1 放大的信号源噪声功率
1 Pn ApH kTf n
Pn ApHkTfn (Fn 1)
图4.10.2 二级级联放大器示意图
Pno 放大器自身的噪声功率 放大的信号源噪声功率
Pno2 ApH2 Pno1 ApH2kTfn (Fn2 1)
Fn1
Pno1 ApH1kTf
Fn12
Pno 2 ApH1 ApH2kTf
Fn1
(Fn2 1) ApH1
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(Fn )12
Fn1
(Fn2 1) ApH1
采用同样的方法,可以求得n级级联放大器的噪声系数为
(Fn )12n
Fn1
(Fn2 1) ApH1
(Fn3 1) ApH1 ApH2
Pn'i kTfn
P '' ni
ห้องสมุดไป่ตู้
kTi f n
(噪声温度Ti )
Fn
Pno PnoI
1
Pno PnoI
1 kTifn 1 Ti
kTfn
T
物理意义: 放大器内部产生的噪声功率,可看作是由它的
输入端接上一个温度为Ti的匹配电阻所产生的;或者看作 与放大器匹配的噪声源内阻Rs在工作温度T上再加一温度 Ti后,所增加的输出噪声功率。
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0
A2
(
f
)
Si
(
f
)
df
Si ( f ) A2 ( f0 )fn
End
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
选用低噪声元、器件 正确选择晶体管放大级的直流工作点
选择合适的信号源内阻Rs
选择合适的工作带宽 选用合适的放大电路 降低放大器的工作温度
End
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放大器噪声系数
Fn
Psi Pso
/ Pni / Pno
输入端信噪比 输出端信噪比
Fn
Psi / Pni Pso / Pno
Pno Pni AP
Pno PnoI
Ap为放大器的功率增益。
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
Fn
Pno PnoI
1
Pno PnoI
Pno∏为放大器本身产生的噪声在输出端上呈现的噪声功率。
因此,Fn>1,Fn越大,表示放大器本身产生的噪声越大。
为了计算和测量的方便,噪声系数也可以用额定功率和额定 功率增益的关系来定义。
额定功率
Ps'i
Vs2 4 Rs
(信号源所能提供最大功率)
《高频电子线路》(第四版)张肃文主编 高等教育出版社
Ps'i
Vs2 4Rs
Pn'i
v
2 n
4Rs
kTfn
Fn