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噪声、干扰：泛指有用信号以外的其他一切无用信号
噪声：通常指内部噪声，由电路内部产生的无用信号 干扰：通常指外部噪声，来自电路外部产生的无用信号
第一章噪声与干扰1. 什么是噪声、干扰，对系统有什么影响？2. 噪声和干扰从那里来，有什么特点？3. 如何度量噪声和干扰对系统的影响？4. 如何降低噪声和干扰对系统的影响？
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内部噪声
自然噪声：热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等
人为噪声：交流噪声、感应噪声、接触不良等
外部噪声（干扰）
自然干扰：天电干扰、宇宙干扰等
人为噪声：工业干扰、无线电干扰等噪声和干扰主要特性：随机性
说明：1.噪声和干扰问题涉及范围广、计算复杂、详细理论分析不属于本课程范围2.只需要掌握噪声和干扰问题的基本概念和简要分析，主要是自然噪声中的热噪声2. 噪声和干扰从那里来，有什么特点？
1.1 噪声的来源和特点
无噪声电阻的串联（或并联）。
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为波尔的功率谱密度在所讨论的频带范围内与频率无关，即热噪声具。
把在所讨论频带内功率谱分布不均匀R
若系统工作带宽为，则电阻热噪声电压的均方值
f
当网络与前端匹配时，输入噪声的额kT f
6
9
耗电容，求输出端噪声电压的均方值。
网络的传递函数为输出端噪声均方电压谱密度220()()n kT v S f H f df C 2()()()o S f S f H f 14n BW RC 132dB BW RC 带宽：
()i S f 等效噪声带宽
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小结：电阻、电感和电容的噪声 电阻：电阻热噪声
电感：等效于理想电感与损耗电阻的串联，主要是损耗电阻产生的热噪声 电容：等效于理想电容与损耗电阻的串联，但是电容损耗电阻非常小，频率很高时才考虑，因此损耗电阻热噪声因损耗电阻非常小而通常忽略不计。
噪声的主要来源：构成系统的电路元器件 电阻、电感、电容、BJTs 、FETs 、二极管等2. 噪声和干扰从那里来，有什么特点？
1.1.2 晶体管的噪声
晶体管的噪声通常比电阻的热噪声大得多，来源有 基区体电阻热噪声
散粒噪声（散弹噪声）
分配噪声
低频噪声（闪烁噪声，爆裂噪声）
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1.1.3 场效应管的噪声
来源：沟道热噪声，栅极感应噪声，闪烁噪声，散粒噪声等
沟道热噪声
栅极感应噪声
闪烁噪声（1/f 噪声）
栅极散粒噪声
通常：在频率不是很高时，FET的噪声比BJT的噪声低
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1.1.4 二极管的噪声
正偏工作状态
散粒噪声
闪烁噪声
反偏工作状态
由于反相饱和电流小，故引起的散粒噪
声较小
对于稳压二极管
齐纳击穿型：主要是散粒噪声，也有1/f噪声
雪崩击穿型：噪声较大，主要是散粒噪声和
多态噪声
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1.1.5 天线噪声
1.1.6 多个噪声源作用于电路时的计算
1.2 噪声的表示和计算
根据P si，P so ，P ni，P no的概念，定义
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例对于一个晶体管放大器，假如测量到其输入端的信噪比S/N 为10，输出端信噪比为5，则其F=2，NF=3dB 。
这是较典型的晶体管NF 。
低噪声晶体管放大器的NF 可以低于1dB 。
NF 频率特性曲线低噪声器件：噪声系数等值线图说明：1.设备制造商通常提供NF 频率特性曲线或者NF 等值线图来表示器件的NF 特性。
2.器件的NF 不仅与制造有关，还与工作频率和工作条件（如集电极电流，信号源内阻等）有关。
多级级联放大电路的总噪声系数
电路中某一点处信噪比与该点处的负载大小无关因此，根据噪声系数的定义，其值与输出端所接负载大小也无关，所以可以用额定功率表示实际功率naom Pm n im P P
等于网络额定功率增益的倒数，
噪声系数与以下因素有关
噪声系数与网络内部噪声大小有关。
噪声系数与输入噪声P ni的大小或者说与信号源噪声温度T有关，因此测量网络的噪声系数时，
规定信号源内阻取标准噪声温度，即T=290K。
噪声系数还与信号源内阻R s0有关，因此存在使网络噪声系数最小的最佳源阻抗。
噪声系数只适用于线性电路（或准线性电路）
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所示电路中点画线框内电路的噪声）额定功率法，对于输入、输出端均匹配的无源有耗网络nom nim P P kT f
1.2.2 等效噪声温度
e 说明：1.噪声系数和等效噪声温度是描述同一网络噪声的两中不同方法。
2.
用等效噪声温度的好处：可以将网络噪声与等效噪声温度为相加，作为总的输入噪声，而把网络看做是无噪声的，处理比较方便。
3.等效噪声温度适合描述噪声系数接近于阻抗匹T
261.2.3 放大器的通用噪声等效电路*BJT,FET 放大器的噪声非常复杂，难以获取精确的等效电路。
假设：所有噪声具有相同的频谱，而且无相关性
将放大器的噪声等效到
输入端，形成串联噪声
电压源和并联噪声电流
源，而放大器等效为一
个无噪声放大器。
放大器的噪声系数＝信
号源到Z i 两端的噪声系数a b c
,,a c a b F F 无噪声放大器,1b c F
1.2.4 噪声系数与灵敏度
SNR min min ()S ni a e o P P SNR k T T BW SNR
28小结
信噪比适合于描述网络中某一处信号质量的好坏
噪声系数适合于描述一般线性（或准线性）网络的噪声性能，例如高频放大、变频、中频放大
等效噪声温度适合在噪声较低的场合描述噪声性能，如卫星通信的地面接收机，接收机的天线和前端低噪声放大器 接收机灵敏度适合于描述一定条件下整个接收机接收信号的微弱程度
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1.3 降低噪声系数的措施 常用减小内部噪声的方法1.选用低噪声元器件
2.正确选择晶体管的直流工作点
3.选择合适的信号源内阻
4.选择合适的工作频带，不应过宽
5.选用合适的放大电路
6.降低器件的工作温度
4. 如何降低噪声和干扰对系统的影响？
301.4 干扰*1.4.1 工业干扰
1.4.2 天电干扰外部干扰自然干扰：天电干扰、宇宙干扰等
人为噪声：工业干扰、无线电干扰等工业干扰主要由产生电火花的电器装置引发。
可通过直接电磁辐射、沿电力线传输进入交流电源、或者耦合进入接收机形成干扰。
属于脉冲干扰。
天电干扰主要由雷电现象引发。
对低频段影响较大。
强度与地理位置、季节等因素有关。
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1.5 低噪声放大器* 低噪声放大器（LNA ）是射频接收机前端的主要部件，主要特点：
位于接收机的最前端，噪声系数越小越好，具有一定增益但不宜过大； 是线性范围大、增益最好可调节的小信号线性放大器； 放大器输入端通过传输线与天线或天线滤波器相连，需要阻抗匹配；
具有一定的选频功能，通常为频带放大器。
LNA 的主要性能指标： 低的噪声系数 足够的线性范围 合适的增益 输入/输出阻抗的匹配 输入/输出间的良好隔离 低电源电压和低功耗
第一章小结
噪声和干扰的基本概念
来源、特性等
热噪声的定量分析
噪声电压均方谱密度、噪声电压均方值、噪声电压有效值、额定噪声功率
信噪比、噪声系数、等效噪声温度、灵敏度 低噪放*
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习题
1.1.1 , 1.
2.1 , 1.2.2 , 1.2.3, 1.2.4
基础知识回顾
基础知识回顾
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