第2章高频电路基础案例.ppt

根据噪声系数的定义, 分子和分母都是同一端点上的功率 比, 因此将实际功率改为额定功率, 并不改变噪声系数的定义, 则 因为Nmi= kTB, Nmo= KPmNmi+ Nmn, , 所以 额定功率增益KPm是指四端网络的输出额定功率Psmo和输入额定功率Psmi之比, 即 Nmi和Nmo分别为输入和输出的噪声额定功率 Nmn为网络内部的最大输出噪声功率 等效到输入端, 有 式中, Nmoi=Nmo/KPm是网络额定输出噪声功率等效到输入端的数值。 无源四端网络的噪声系数： 图 2 — 37 无源四端网络的噪声系数 例：　求如图所示虚线内电阻网络的噪声系数。 抽头回路的噪声系数： 　　将信号源电导等效到回路两端, 为p2GS, 等效到回路两端的信号源电流为pIS, 输出端匹配时的最大输出功率为 输入端信号源的最大输出功率为 因此, 网络的噪声系数为 根据定义, 级联后总的噪声系数为 图 2 — 39 级联网络噪声系数 式中, No为总输出额定噪声功率, 它由三部分组成: 经两级放大的输入信号源内阻的热噪声; 经第二级放大的第一级网络内部的附加噪声; 第二级网络内部的附加噪声, 即 级联四端网络的噪声系数： 按噪声系数的表达式, Na1和Na2可分别表示为 则 得 用同样的方法不难推出多级级联网络的噪声系数的公式为 从上式可以看出, 当网络的额定功率增益远大于1时, 系统的总噪声系数主要取决于第一级的噪声系数。 越是后面的网络, 对噪声系数的影响就越小, 这是因为越到后级信号的功率越大, 后面网络内部噪声对信噪比的影响就不大了。 因此, 对第一级来说, 不但希望噪声系数小, 也希望增益大, 以便减小后级噪声的影响。 例 3 图 2 — 40 是一接收机的前端电路, 高频放大器和场效应管混频器的噪声系数和功率增益如图所示。 试求前端电路的噪声系数(设本振产生的噪声忽略不计)。 图 2 — 40接收机前端电路的噪声系数 解 将图中的噪声系数和增益化为倍数, 有 因此, 前端电路的噪声系数为 例4 某接收机由高放、混频和中放三级组成，已知混频器的额定功率增益KPM2=0.2，噪声系数NF2=10dB；中放噪声系数NF3=6dB；高放噪声系数NF1=3dB 。如果要求加入高放后使整机总噪声系数下降为加入前的1/10，则高放的额定功率增益KPM1应为多少？ 解：3dB,10dB,6dB分别对应为2，10,4 未加入高放时接收机噪声系数NF=25 则加入高放后接收机噪声系数N’F=2.5 KPM1=48=16.8dB 3． 噪声系数与灵敏度 噪声系数是用来衡量部件(如放大器)和系统(如接收机)噪声性能的。 灵敏度就是保持接收机输出端信噪比一定时, 接收机输入的最小信号电压或功率(设接收机有足够的增益)。 2.2.5 噪声系数的测量 1． 采用噪声信号源的测量方法 图 2 — 41 是测量系统的构成。 图 2 — 41 用噪声信号源测量噪声系数 噪声系数为 电子噪声的分析 Pspice example/exam2.sch * 点接触型二极管如2AP系列，工作频率为100—200MHz， 表面势垒二极管工作频率可高至微波波段。 另有变容二极管、负阻器件：隧道二极管、雪崩二极管 A）双电感Rs部分接入 * 电流源频率和谐振频率相同 * * 作用：用来进行阻抗变换以完成高频信号的传输 　　　形成比简单振荡回路更好的频率特性。 条件：两个回路都对信号频率谐振 　　　两个回路都是高Q电路。 r1=L1/C1R1 * Zf　的影响使初级的并联阻抗Z1和初、次级的转移阻抗Z21的频率特性发生变化。 * 结论：二种耦合具有相同的频率特性。 图a为基频和各次泛音的等效电路。 * 电抗变化率大，因为Lq大 * * 噪声温度Te是电路或系统内部噪声的另一种度量 在低噪声器件中，用噪声温度的度量方法，其数值变化概念比较明显。如NF分别为1.05和1.1时，Te 分别为14.5和29K，刚好相差一倍。 3. 石英晶体谐振器 1) 物理特性 石英晶体谐振器是由天然或人工生成的石英晶体切片制成。利用石英晶体的压电效应和逆压电效应可以将其制成晶体谐振器。