[工学]通信电子电路第1章_噪声与干扰.ppt

第一章：噪声与干扰 内容提要 电阻热噪声的来源与特点 电阻热噪声的大小(一) 电阻热噪声的大小(二) 电阻热噪声的额定噪声功率 例题 等效噪声带宽 例题 电抗元件的热噪声？ 晶体管的噪声(一) 晶体管的噪声(二) 场效应管的噪声 二极管的噪声 天线噪声(一) 天线噪声(二) 多个噪声源作用于电路时的计算 信噪比的定义 噪声系数的定义 噪声系数示例 级联电路的噪声系数 噪声系数的计算方法(一) 噪声系数的计算方法(二) 噪声系数的计算方法(三) 噪声系数的计算方法(四) 噪声系数的计算方法(五) 噪声系数的计算方法(例) 噪声系数的计算方法(例：续) 噪声系数的计算方法(六) 等效噪声温度(一) 等效噪声温度(二) 放大器的通用噪声等效电路(一) 放大器的通用噪声等效电路(二) 噪声系数与灵敏度(一) 噪声系数与灵敏度(二) 降低噪声系数的措施 干扰 低噪声放大器的性能特点 低噪声放大器的结构特点 第二节：噪声的表示和计算 当系统与前端匹配时，可将等效噪声温度与信号源内阻的噪声温度叠加，从而实际处理时比较方便，此时有： 其中 为信号源噪声的等效噪声温度 等效噪声温度比较适合描述噪声系数接近1的部件，原因在于其提供了比较高的分辨率 第二节：噪声的表示和计算 假定所有噪声具有相同的频谱，且无相关性 各参数的含义说明： 在输入端短路和开路情况下，分别测量输出端的噪声均方根值，便可通过折算求出噪声系数 推导可得： 第二节：噪声的表示和计算 当 时， 当信号源内阻为使噪声系数最小的最佳信号源内阻时，电路本身产生的噪声功率相对于信号源内阻产生的噪声功率，其影响达到最小，但是并不说明输出端的信噪比一定最大 第二节：噪声的表示和计算 当要求一定的输出信噪比时，噪声性能决定了输入端必需的信号功率 灵敏度就是在给定接收机要求的输出端信噪比的条件下，接收机所能检测的最低输入信号电平： ：接收机天线的等效噪声温度 ：接收机的噪声系数 ：标准噪声温度，即290K ：接收机带宽 ：接收机所要求的输出信噪比 第二节：噪声的表示和计算 当 时，灵敏度为： 例：设接收机带宽为1MHz，噪声系数为20dB，若希望输出信噪比为10dB，则灵敏度为： 第三节：降低噪声系数的措施 选用低噪声元器件 正确选择晶体管的直流工作点 选择合适的信号源内阻 选择合适的工作频带 选择合适的放大电路 降低热噪声 第四节：干扰 请自行阅读课本 内容提要 由电路内部产生的无用信号称为内部噪声，简称噪声 噪声和干扰泛指除有用信号以外的其他一切无用信号，将极大影响电子设备的性能指标： 来自电路外部的无用信号称为外部噪声，通常也称为干扰 本章主要讨论自然噪声： 噪声的来源和特点 噪声的表示和计算 干扰和噪声都具有随机性 由电路内部产生的无用信号称为内部噪声，简称噪声 来自电路外部的无用信号称为外部噪声，通常也称为干扰 干扰和噪声都具有随机性 第一节：噪声的来源和特点 由电阻内部的自由电子无规则的热运动产生，又称为起伏噪声： 是许多持续时间极短的脉冲电流叠加的结果 长时看总和为零，但在每一瞬时电流在某一方向都有一定数值 频率范围很宽，可认为是“白噪声” 第一节：噪声的来源和特点 噪声电压的均方值： 可看做是噪声电压在单位电阻上消耗的平均功率 功率谱密度 ：单位频带内的功率 电阻热噪声电压的功率谱密度： 波尔兹曼常数 T为热力学温度 R为电阻的阻值 第一节：噪声的来源和特点 若系统工作频带(或测量噪声功率时的频带宽度)为 ，则电阻热噪声的均方值为： 有效值为： 实际电路中的电阻建模形式： 第一节：噪声的来源和特点 易知当噪声源的负载与其内阻匹配时，噪声源能够实现最大功率传输 对于实数阻抗网络来说，当 时， 该功率又被称为噪声源的资用功率(available power)： 仅与噪声源本身有关，与负载无关，表示噪声源输出功率的最大能力 与电阻本身的大小无关，仅与温度和系统带宽有关 第一节：噪声的来源和特点 放大器的工作带宽为2MHz，信号源电阻为 ，当工作温度为 ，电压增益为 ，输入信号有效值为时，试计算输出信号有效值(有用信号和噪声)，假定放大器所产生的噪声及其它噪声可以忽略 第一节：噪声的来源和特点 若输入信号为白噪声： 定义线性系统的等效噪声带宽为： 则有： 等效噪声带宽与输入噪声无关，而由传递函数决定 有频响的线性网络使白噪声变成有色噪声 第一节：噪声的来源和特点 设下图中的电容为无损耗电容，求输出端噪声电压的均方值 无噪声RC网络的传递函数为： 故 等效噪声带宽为： 第一节：噪声的来源和特点 理想电抗元件不产生热噪声 实际的电感和电容，由于存在一定的损耗电阻或漏电导，而被认为是有噪元件 电感的损耗电阻一般