无线通信射频电路技术与设计第6章噪声和非线性失真.ppt

第6章 噪声和非线性失真 本章目录 第一节 射频电路中的噪声 第二节 射频电路中的非线性失真 第三节 灵敏度与动态范围 第四节 无线通信收发链路性能指标分析 知识结构 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.1 射频电路中的噪声 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.2 射频电路中的非线性失真 §6.3 灵敏度与动态范围 §6.3 灵敏度与动态范围 §6.3 灵敏度与动态范围 §6.3 灵敏度与动态范围 §6.4 无线通信收发链路性能指标分析 §6.4 无线通信收发链路性能指标分析 本章小结 教学 重点 本章重点介绍了通信系统中电子噪声的特性和来源；介绍了无线通信系统中噪声及其相关参数的计算；介绍了大信号非线性系统中信号失真及其影响，非线性失真的抑制方法和相关参数的计算；介绍了无线通信系统的灵敏度和动态范围的概念及相应的计算方法。 教学 重点 教学 重点 掌握：无线通信系统中噪声及其相关参数的计算；灵敏度 和动态范围的概念及相应的计算方法；非线性失真 的抑制方法和相关参数的计算。 了解：通信系统中电子噪声的特性和来源。 熟悉：无线通信收发链路的性能指标和相应参数的计算。 能力 要求 噪 声 和 非 线 性 失 真 无线通信收发 链路性能指标分析 二端口网络的等效噪声温度和噪声系数 灵敏度与 动态范围 射频电路中 的非线性失真 射频电路 中的噪声 噪声的分类 二端口网络级联链路的噪声系数 无线通信系统中的噪声抑制 非线性网络级联链路的3阶交调截点 无线通信系统中非线性失真的抑制方法 灵敏度 动态范围 系统链路指标分配原则及计算 电路内部噪声主要来源：电阻热噪声和半导体器件噪声。 6.1.1 噪声分类 1、电阻热噪声 计算电阻噪声时可将有噪电阻视为一个等效噪声电压源 与一个无噪电阻的串联，或视为一个等效噪声电流源与一个 无噪电阻的并联，如图所示： 电压源的均方值为： 电流源的均方值为： 为玻尔兹曼常量， B为测量噪声时的带宽。 T为热力学温度。 电阻热噪声与热力学温度无关，所以为白噪声。 电阻热噪声等效电路 2、二极管的噪声 （1）散粒噪声。在二极管中，由于通过PN结时载流子的随机注入和随机复合，使真实的结电流是围绕平均电流 随机起伏的，由这种随机起伏产生的噪声称为散粒噪声，其电流噪声均方值与PN结的直流电流 成正比。 功率谱密度可表示为： 其中 为电子电量（ ）， 为流过PN结的电流。 （2）闪烁噪声。由于半导体材料及制造工艺水平造成表面清洁处理不好而引起的噪声。 3、双极型三极管的噪声 (1) 基极电阻 等分布电阻产生的热噪声，可等效为串联 的噪声电压源。 (2) 散粒噪声。在晶体三极管中有发射极和集电极两个PN 结，这两个PN结都会产生散粒噪声。 (3) 分配噪声。在双极型三极管中，发射结的载流子，大部分形成集电极的传输电流，只有少部分被基极的相反极性的载流子复合，产生基极电流。由于这个复合过程是随机的，导致基极和集电极电流之间的分配比例也是随机变化的，这就产生了分配噪声。 (4) 闪烁噪声。双极型三极管在高频应用时，这种噪声通常可以忽略。 双极型三极管的等效噪声 4、场效应晶体管的噪声 (1) 沟道电阻产生的热噪声。处于线性电阻工作区的场效应晶体管等效为一个压控电阻，其噪声表现为电阻热噪声。忽略栅极电流时，此沟道电阻产生的热噪声可等效为一个并联于漏极－源极间的噪声电流源，故也称之为漏极电流噪声. 其均方电流可表示为： 其中 为工艺系数，通常取2/3。 (2) 沟道热噪声是通过沟道与栅极的耦合