高频电子线路-电噪声课件.ppt

1、干扰和噪声（补充）干扰和噪声（补充）外部干扰外部干扰内部噪声内部噪声(电噪声电噪声):v电阻热噪声电阻热噪声v晶体管噪声晶体管噪声v场效应管噪声场效应管噪声v额定功率和额定功率增益额定功率和额定功率增益v线性四端网络的噪声系数线性四端网络的噪声系数v等效输入噪声温度等效输入噪声温度v接收灵敏度接收灵敏度干扰和噪声干扰和噪声 通信电子线路处理的信号，多数是微弱的小信号，因而很容易受到通信电子线路处理的信号，多数是微弱的小信号，因而很容易受到内部和外界一些不需要的电压、电流及电磁骚动的影响，这些影响称为内部和外界一些不需要的电压、电流及电磁骚动的影响，这些影响称为干扰（或噪声），当干扰（或噪声）的

2、大小可以与有用信号相比较时，干扰（或噪声），当干扰（或噪声）的大小可以与有用信号相比较时，有用信号将被它们所有用信号将被它们所“淹没淹没”。为此，研究干扰问题是电子技术的一个。为此，研究干扰问题是电子技术的一个重要课题。重要课题。一般来讲，除了有用信号之外的任何电压或电流都叫干扰（或噪一般来讲，除了有用信号之外的任何电压或电流都叫干扰（或噪声），但习惯上把外部来的称为声），但习惯上把外部来的称为干扰干扰，内部固有的称为，内部固有的称为噪声噪声。外部干扰外部干扰一、外部干扰的来源一、外部干扰的来源 外部干扰分为外部干扰分为自然干扰自然干扰和和人为干扰人为干扰。自然干扰是大。自然干扰是大气中的各种

3、扰动。人为干扰是各种电器设备和电子设备气中的各种扰动。人为干扰是各种电器设备和电子设备产生的干扰。产生的干扰。二、消除外部干扰的方法二、消除外部干扰的方法1、电源干扰的抑制方法、电源干扰的抑制方法 供电电源因滤波不良所产生的供电电源因滤波不良所产生的100Hz纹波干扰纹波干扰是主要的电是主要的电源干扰，电源内阻产生的源干扰，电源内阻产生的寄生耦合干扰寄生耦合干扰也是主要的电源干扰。也是主要的电源干扰。对于高增益的小信号放大器，寄生耦合有时可能造成放大器自对于高增益的小信号放大器，寄生耦合有时可能造成放大器自激振荡。解决激振荡。解决100Hz电源干扰和寄生耦合的电源干扰和寄生耦合的方法方法是对每

4、个电路是对每个电路的供电电源单独进行一次的供电电源单独进行一次RC滤波滤波，叫做，叫做RC去耦电路，如果电去耦电路，如果电路的工作频率较高，而供电电流又比较大，则可以用电感代替路的工作频率较高，而供电电流又比较大，则可以用电感代替电阻，构成电阻，构成LC去耦电路去耦电路，电感，电感L称为扼流圈。因为大容量的电称为扼流圈。因为大容量的电解电容都存在串联寄生电感，在高频时寄生电感的感抗会很大，解电容都存在串联寄生电感，在高频时寄生电感的感抗会很大，使电容失去滤波的作用，所以电路中都并联一小容量的电容，使电容失去滤波的作用，所以电路中都并联一小容量的电容，就可消去寄生电感的影响。就可消去寄生电感的影

5、响。C1C2RR0UCC+放大整流稳压电源C1C2LR0UCC+放大整流稳压电源 工厂里的大型用电设备产生的电火花干扰能沿着电力线工厂里的大型用电设备产生的电火花干扰能沿着电力线进入电子设备。除此之外，电力线还起着天线的作用接收天进入电子设备。除此之外，电力线还起着天线的作用接收天空中的杂散电磁波，并将其传送到电子设备中形成干扰。这空中的杂散电磁波，并将其传送到电子设备中形成干扰。这些干扰的特点是：突发性强，干扰往往以脉冲电压形式出现；些干扰的特点是：突发性强，干扰往往以脉冲电压形式出现；频率高，通常为几百频率高，通常为几百kHz几几MHz；干扰会同时出现在电力线；干扰会同时出现在电力线的两根

6、导线上，其大小和相位相同，这种性质的干扰称为的两根导线上，其大小和相位相同，这种性质的干扰称为共共模干扰模干扰。消除电网共模干扰的方法消除电网共模干扰的方法是在交流市电的输入端插入一是在交流市电的输入端插入一个滤波器，下图电路为某电视机的交流电源滤波器，在每根个滤波器，下图电路为某电视机的交流电源滤波器，在每根电源线与地之间均构成一个电源线与地之间均构成一个 型滤波器，电容型滤波器，电容C的容量在几千的容量在几千pF到到0.01 F之间选取，电感之间选取，电感L绕制在高频磁芯上，约绕制在高频磁芯上，约10圈左圈左右，导线直径要根据设备的交流输入功率来选择。右，导线直径要根据设备的交流输入功率来

7、选择。220V输出CCCCTP801TP802220V输入2、电路接地不当的干扰及消除、电路接地不当的干扰及消除 电路中接地不当会形成严重的干扰，消除这些干扰的方法是正确的接电路中接地不当会形成严重的干扰，消除这些干扰的方法是正确的接地，即在电路中要采用一点接地、数字电路的地线和模拟电路的地线要完地，即在电路中要采用一点接地、数字电路的地线和模拟电路的地线要完全分开，有条件时在多层印制板中要分别安排数字地层和模拟地层。全分开，有条件时在多层印制板中要分别安排数字地层和模拟地层。三、电磁兼容性和空间电磁耦合干扰三、电磁兼容性和空间电磁耦合干扰 空间电磁耦合对电路的影响分为空间电磁耦合对电路的影响

8、分为静电耦合干扰静电耦合干扰和和交变磁场耦合干扰交变磁场耦合干扰，防止这两种干扰的防止这两种干扰的基本方法基本方法是：是：接地、滤波、隔离、电磁屏蔽接地、滤波、隔离、电磁屏蔽。下图是电。下图是电路中常用的电磁屏蔽示意图。图（路中常用的电磁屏蔽示意图。图（a）为静电屏蔽，（）为静电屏蔽，（b）为交变磁场屏蔽。）为交变磁场屏蔽。微弱信号的传输导线易受到干扰，通常采用屏蔽线作为引线，使用屏微弱信号的传输导线易受到干扰，通常采用屏蔽线作为引线，使用屏蔽线时，切忌将网状金属层当成导线使用，即不能将金属网两端都接地，蔽线时，切忌将网状金属层当成导线使用，即不能将金属网两端都接地，只能取一端接地。只能取一端

9、接地。屏蔽罩电路干扰磁力线C1屏蔽罩C2电路干扰源（a）（b）在运动中自由电子经常相互碰撞在运动中自由电子经常相互碰撞,其运动速度的大小和方其运动速度的大小和方向都是不规则的，温度越高向都是不规则的，温度越高,运动越剧烈，只有当温度下降到运动越剧烈，只有当温度下降到绝对零度时绝对零度时,运动才会停止。自由电子的这种热运动在导体内运动才会停止。自由电子的这种热运动在导体内形成非常微弱的电流形成非常微弱的电流,这种电流呈杂乱起伏的状态这种电流呈杂乱起伏的状态,称为称为起伏噪起伏噪声电流声电流。起伏噪声电流经过电阻本身就会在其两端产生。起伏噪声电流经过电阻本身就会在其两端产生起伏噪起伏噪声电压声电压

10、。一、电阻热噪声一、电阻热噪声产生机理：产生机理：是由电阻内部自由电子的热运动产生的是由电阻内部自由电子的热运动产生的 固有噪声是一种起伏型噪声，它存在于所有的电子线路固有噪声是一种起伏型噪声，它存在于所有的电子线路中，中，主要有电阻热噪声、主要有电阻热噪声、晶体管噪声和场效应管噪声三种晶体管噪声和场效应管噪声三种内部噪声内部噪声(电噪声电噪声)内部噪声分为内部噪声分为人为噪声人为噪声和和固有噪声固有噪声两类。两类。由于起伏噪声电压的变化是不规则的由于起伏噪声电压的变化是不规则的,其瞬时振幅和瞬时相其瞬时振幅和瞬时相位是随机的位是随机的,因此因此无法计算其瞬时值无法计算其瞬时值。起伏噪声电压的

11、平均值为。起伏噪声电压的平均值为零零,噪声电压正是不规则地偏离此平均值而起伏变化的。噪声电压正是不规则地偏离此平均值而起伏变化的。起伏噪起伏噪声的均方值是确定的声的均方值是确定的,可以用功率计测量出来。实验发现可以用功率计测量出来。实验发现,在整在整个无线电频段内个无线电频段内,当温度一定时当温度一定时,单位电阻上所消耗的平均功率单位电阻上所消耗的平均功率在单位频带内几乎是一个常数在单位频带内几乎是一个常数,即其即其功率频谱密度是一个常数功率频谱密度是一个常数。这种在整个无线电频段内具有均匀频谱的起伏噪声称为这种在整个无线电频段内具有均匀频谱的起伏噪声称为白噪声白噪声。tEn0电阻起伏噪声电压

12、波形的示意图电阻起伏噪声电压波形的示意图 阻值为阻值为的电阻产生的噪声电流功率频谱密度和噪声电压的电阻产生的噪声电流功率频谱密度和噪声电压功率频谱密度分别为：功率频谱密度分别为：KJkkTRfSRkTfSU/1038.14)(4)(231其中其中,k是波尔兹曼常数是波尔兹曼常数,是电阻温度是电阻温度,以绝对温度以绝对温度计量。计量。噪声电流功率频谱密度：噪声电流功率频谱密度：噪声电压功率频谱密度：噪声电压功率频谱密度：SU常用在串联电路中计算噪声，常用在串联电路中计算噪声，SI常用在并联电路中计算噪声常用在并联电路中计算噪声 功率谱密度定义功率谱密度定义是：单位频带内噪声电压（或电流）的是：单

13、位频带内噪声电压（或电流）的均方值。均方值。R(无 噪 声)2nU2nI(a)(b)(c)R(无 噪 声)R(有 噪 声)在频带宽度为在频带宽度为内产生的内产生的热噪声均方值电流和均方值电压热噪声均方值电流和均方值电压为：为：BWfSUBWfSIUnn)()(212 所以所以,一个实际电阻可以分别用噪声电流源和噪声电压源一个实际电阻可以分别用噪声电流源和噪声电压源表示表示,如图为电阻热噪声等效电路：如图为电阻热噪声等效电路：均方值电流均方值电流均方值电压均方值电压 【例例1】试计算试计算510k电阻的噪声均方值电压和均方值电流。电阻的噪声均方值电压和均方值电流。设设K,k。解解:2213523

14、2210532321014.310510102901038.1441016.810105102901038.144ARBWkTIVBWkTRUnn二、二、晶体管噪声晶体管噪声.热噪声：热噪声：构成晶体管的发射区、基区、集电区的体电阻和引构成晶体管的发射区、基区、集电区的体电阻和引线电阻均会产生热噪声线电阻均会产生热噪声,其中以基区体电阻其中以基区体电阻rbb的影响为主。的影响为主。.散弹噪声：散弹噪声：是晶体管的主要噪声源。是晶体管的主要噪声源。它是由单位时间内通它是由单位时间内通过结的载流子数目随机起伏而造成的。本质上与电阻热过结的载流子数目随机起伏而造成的。本质上与电阻热噪声类似噪声类似,

15、属于均匀频谱的白噪声属于均匀频谱的白噪声,其电流功率频谱密度为：其电流功率频谱密度为：注意注意,在在0时时,散弹噪声为零散弹噪声为零,但是只要不是绝对零度但是只要不是绝对零度,热热噪声总是存在。噪声总是存在。这是二者的区别这是二者的区别。其中，其中，0是通过结的平均电流值；是通过结的平均电流值；是每个载流子的电是每个载流子的电荷量，荷量，.-19C（库仑）。（库仑）。I（）0(1).分配噪声：分配噪声：在晶体管中在晶体管中,通过发射结的非平衡载流子大部分通过发射结的非平衡载流子大部分到达集电结到达集电结,形成集电极电流形成集电极电流,而小部分在基区内复合而小部分在基区内复合,形成基形成基极电流

16、。这两部分电流的分配比例是随机的极电流。这两部分电流的分配比例是随机的,从而造成集电极从而造成集电极电流在静态值上下起伏变化电流在静态值上下起伏变化,产生噪声产生噪声,这就是分配噪声。这就是分配噪声。分配噪声实际上也是一种散弹噪声分配噪声实际上也是一种散弹噪声,但它的功率频谱密度但它的功率频谱密度是随频率变化的是随频率变化的,频率越高频率越高,噪声越大。其功率频谱密度也可近噪声越大。其功率频谱密度也可近似按式似按式（1）计算。计算。.闪烁噪声：闪烁噪声：产生这种噪声的机理目前还不甚明了产生这种噪声的机理目前还不甚明了,一般认一般认为是由于晶体管表面清洁处理不好或有缺陷造成的为是由于晶体管表面清

17、洁处理不好或有缺陷造成的,其特点是其特点是频谱集中在约频谱集中在约k以下的低频范围以下的低频范围,且功率频谱密度随频且功率频谱密度随频率降低而增大。在高频工作时率降低而增大。在高频工作时,可以忽略闪烁噪声。可以忽略闪烁噪声。场效应管是依靠多子在沟道中的漂移运动而工作的场效应管是依靠多子在沟道中的漂移运动而工作的,沟道中沟道中多子的不规则热运动会在场效应管的漏极电流中产生类似电阻多子的不规则热运动会在场效应管的漏极电流中产生类似电阻的热噪声的热噪声,称为称为沟道热噪声沟道热噪声,这是场效应管的主要噪声源。其次这是场效应管的主要噪声源。其次便是栅极漏电流产生的便是栅极漏电流产生的散弹噪声散弹噪声。

18、场效应管的。场效应管的闪烁噪声闪烁噪声在高频在高频时同样可以忽略。时同样可以忽略。gmqIfSgkTfS2)(324)(11 其中，其中，m是场效应管跨导是场效应管跨导,g是栅极漏电流。是栅极漏电流。沟道热噪声和栅极漏电流散弹噪声的电流功率频谱密度分别是：沟道热噪声和栅极漏电流散弹噪声的电流功率频谱密度分别是：三、三、场效应管噪声场效应管噪声额定功率是表征信号源的一个参量额定功率是表征信号源的一个参量,与其实际负载值无关与其实际负载值无关。SU4422SSSSARIRUP四、额定功率和额定功率增益四、额定功率和额定功率增益信号额定功率信号额定功率电压信号源电压信号源可能输出的最大功率。可能输出

19、的最大功率。当负载阻抗当负载阻抗L与信号源阻抗与信号源阻抗s匹配时匹配时,信号源输出功信号源输出功率最大。率最大。所以所以,其额定功率为：其额定功率为：现在用额定功率来表示电阻的热噪声功率：现在用额定功率来表示电阻的热噪声功率：BWkTRBWfSRUPUnnA4)(42 电阻的噪声额定功率只与温度及通频带有关电阻的噪声额定功率只与温度及通频带有关,而与本身阻而与本身阻值和负载无关。值和负载无关。(2)电阻电阻R的噪声额定功率：的噪声额定功率：这一结论可以推广到任何无源二端网络。这一结论可以推广到任何无源二端网络。可见：可见：指一个线性四端网络的输出额定功率指一个线性四端网络的输出额定功率Ao与

20、输入额定功率与输入额定功率Ai的比值，即的比值，即 AiAoPAPPG(3)可见可见,额定功率增益是表征线性四端网络的一个参量。只额定功率增益是表征线性四端网络的一个参量。只要网络与其信号源电路确定要网络与其信号源电路确定,则额定功率增益就是一个定值则额定功率增益就是一个定值,而而与该网络输入、与该网络输入、输出电路是否匹配无关。输出电路是否匹配无关。额定功率增益额定功率增益PA：解解:图示四端网络输入端额定功率图示四端网络输入端额定功率Ai也就是输入信号源也就是输入信号源 Us的额定功率的额定功率,即即.ssAiRUP42【例例2】求图例求图例2所示四端网络的额定功率增益。所示四端网络的额定

21、功率增益。sURsRRL图例图例2 可见可见,图示四端网络的图示四端网络的额定功率增益仅与网络电阻和信号额定功率增益仅与网络电阻和信号源内阻有关源内阻有关,与负载无关与负载无关,且无论网络输入、输出端是否匹配均且无论网络输入、输出端是否匹配均为一固定值为一固定值。故额定功率增益为故额定功率增益为 RRRPPGssAiAoPA)(42RRUPssAo 从四端网络输出端往左看从四端网络输出端往左看,其戴维南等效电路是由信号源其戴维南等效电路是由信号源Us与电阻与电阻s串联组成的串联组成的,所以为所以为.输出端额定功率：输出端额定功率：为了使放大器能够正常工作必须对放大器的内部噪声加以为了使放大器能

22、够正常工作必须对放大器的内部噪声加以限制限制,一般是对放大器的输出端提出满足一定信噪比的要求。一般是对放大器的输出端提出满足一定信噪比的要求。)(lg10dBPPSNRnss、n分别为信号功率与噪声功率。分别为信号功率与噪声功率。(4)五、五、线性四端网络的噪声系数线性四端网络的噪声系数信噪比：信噪比：是指四端网络某一端口处信号功率与噪声功率之比。是指四端网络某一端口处信号功率与噪声功率之比。通常用分贝数表示通常用分贝数表示.噪声系数定义噪声系数定义 实际放大器实际放大器输出信噪比总是小于输入信噪比输出信噪比总是小于输入信噪比。输入信噪比与输出信噪比的比值输入信噪比与输出信噪比的比值,NF定义

23、：定义：nosonisiPPPPNF/上述定义可推广到所有线性四端网络。上述定义可推广到所有线性四端网络。如果用分贝数表示如果用分贝数表示,则写成则写成)(/lg10dBPPPPNFnosonisi 是一个大于或等于的数。其值越接近于是一个大于或等于的数。其值越接近于,则表示该则表示该放大器的内部噪声性能越好。放大器的内部噪声性能越好。可以看出：可以看出：(5)式式（5）中的中的ni是随信号一起进入放大器的噪声功率是随信号一起进入放大器的噪声功率,其其大小是随机的大小是随机的,而噪声系数应是表征放大器内部噪声的确定值而噪声系数应是表征放大器内部噪声的确定值,所以有必要对所以有必要对ni进行标准

24、化。进行标准化。通常规定通常规定ni 是输入信号源内阻是输入信号源内阻s的热噪声产生在放大器的热噪声产生在放大器输入端的噪声功率输入端的噪声功率,而而s 的温度规定为的温度规定为,称为称为标准噪标准噪声温度声温度,用用表示。相应的噪声系数称为表示。相应的噪声系数称为“标准噪声系数标准噪声系数”，仍简称为噪声系数。仍简称为噪声系数。no是由是由s的热噪声和放大器内部噪声共的热噪声和放大器内部噪声共同在放大器输出端产生的总噪声功率。同在放大器输出端产生的总噪声功率。标准噪声系数标准噪声系数 噪声系数噪声系数可以改写成各种不同的表达形式可以改写成各种不同的表达形式,以便于分以便于分析和计算。析和计算

25、。其中一种形式是其中一种形式是用额定功率来代替实际功率用额定功率来代替实际功率,即不即不用考虑实际负载的大小用考虑实际负载的大小,仅考虑一种最佳情况。仅考虑一种最佳情况。这样这样,噪声系噪声系数可写成数可写成 nAosAonAisAiPPPPNF/(6)根据式根据式（3）,上式又可写成上式又可写成 nAinAopAPPGNF1(7)2.噪声系数的计算式噪声系数的计算式由由PnAi=kT0BW PnAo=PnAiGpA+PnAn(8)(10)其中其中nAn是放大器内部噪声额定功率。把上面两个式子代入式是放大器内部噪声额定功率。把上面两个式子代入式（7），可得，可得 BWkTGPPGPGPNFpA

26、nAnnAipAnAnpAnAi01(9)(2)：且且 上式说明上式说明,当当时时,nAn,进一步表明了噪声系数进一步表明了噪声系数是衡量放大器内部噪声性能的参数。是衡量放大器内部噪声性能的参数。3.放大器内部噪声表达式放大器内部噪声表达式 由式由式（10）可得到放大器内部噪声额定功率可得到放大器内部噪声额定功率nAn的表达的表达式式,即即nAn()pAk0(11)（1）两级放大器）两级放大器 设它们的噪声系数和额定功率增益分别为设它们的噪声系数和额定功率增益分别为1、2和和PA1、PA2,且假定通频带也相同。这时，且假定通频带也相同。这时，总输出噪声额定功总输出噪声额定功率率nAo由三部分组

27、成由三部分组成,即即 nAonAiPA1PA2nAn1PA2nAn2(12)其中，其中，nAn1和和nAn2分别是第一级放大器和第二级放大器的分别是第一级放大器和第二级放大器的内部噪声额定功率。内部噪声额定功率。.级联噪声系数级联噪声系数由式由式（11）可写出可写出 nAn1(1)PA1k0nAn2(2)PA2k0(13)(14)将式将式（8）、（13）、）、（14）代入式）代入式（12）中中,然后再将然后再将式（式（8）和（）和（12）代入式）代入式（7）中中,其中其中GPA=GPA1GPA2,最后可最后可求得求得两级放大器总噪声系数为两级放大器总噪声系数为 1211PAGNFNFNF(15

28、)将其前将其前n-1级看成是第一级级看成是第一级,第第n级看成是第二级级看成是第二级,利用式利用式(15)可推导出可推导出级放大器总的噪声系数为级放大器总的噪声系数为)1(1213121.1.11nPAPAnPAPAPAGGNFGGNFGNFNFNF(16)可见可见,在多级放大器中在多级放大器中,各级噪声系数对总噪声系数的影响各级噪声系数对总噪声系数的影响是不同的是不同的,前级的影响比后级的影响大前级的影响比后级的影响大,且总噪声系数还与各级且总噪声系数还与各级的额定功率增益有关的额定功率增益有关。所以所以,为了减小多级放大器的噪声系数为了减小多级放大器的噪声系数,必须降低前级放大器（尤其是第

29、一级）的噪声系数必须降低前级放大器（尤其是第一级）的噪声系数,而且增大前而且增大前级放大器（尤其是第一级）的额定功率增益。级放大器（尤其是第一级）的额定功率增益。（2）n级放大器级放大器 无源四端网络内部不含有源器件无源四端网络内部不含有源器件,但总会含有耗能电阻但总会含有耗能电阻,所以从噪声角度来说所以从噪声角度来说,可以等效为一个电阻网络。电阻的噪可以等效为一个电阻网络。电阻的噪声额定功率与阻值无关声额定功率与阻值无关,均为均为kTBW,因此无源四端网络的因此无源四端网络的输入噪声额定功率输入噪声额定功率nAi和输出噪声额定功率和输出噪声额定功率nAo相同相同,均为均为k,将其代入式将其代

30、入式（7），可知无源四端网络噪声系数，可知无源四端网络噪声系数为为 PAGNF1(17).无源四端网络的噪声系数无源四端网络的噪声系数 【例例3】某接收机由高放、混频、中放三级电路组成。已知某接收机由高放、混频、中放三级电路组成。已知混频器的额定功率增益混频器的额定功率增益PA2.,噪声系数噪声系数2,中放噪声系数中放噪声系数3,高放噪声系数高放噪声系数1。如要求加入高放后使整个接收机总噪声系数降低为加入前的如要求加入高放后使整个接收机总噪声系数降低为加入前的1/10,则高放的额定功率增益则高放的额定功率增益PA1应为多少？应为多少？解解:先将噪声系数分贝数进行转换。、先将噪声系数分贝数进行转

31、换。、分别对应为、。分别对应为、。因为未加高放时接收机噪声系数为因为未加高放时接收机噪声系数为 252.014101232PAGNFNFNF 所以所以,加高放后接收机噪声系数应为加高放后接收机噪声系数应为 5.2101NFNF又又 21312111PAPAPAGGNFGNFNFNF因此因此 dBNFNFGNFNFGPAPA8.164825.22.0/)14()110(/)1()1(12321 由例由例3可以看到可以看到,加入一级高放后使整个接收机噪声系数大加入一级高放后使整个接收机噪声系数大幅度下降幅度下降,其原因在于整个接收机的噪声系数并非只是各级噪其原因在于整个接收机的噪声系数并非只是各级

32、噪声系数的简单叠加声系数的简单叠加,而是各有一个不同的加权系数而是各有一个不同的加权系数,这从式这从式（16）很容易看出。很容易看出。未加高放前未加高放前,原作为第一级的混频器噪声系数较原作为第一级的混频器噪声系数较大大,额定功率增益小于；额定功率增益小于；而加入后的第一级高放噪声系数小而加入后的第一级高放噪声系数小,额定功率增益大。额定功率增益大。由此可见：由此可见：第一级采用低噪声高增益电路是极其重要的第一级采用低噪声高增益电路是极其重要的噪声温度噪声温度e：是将实际四端网络内部噪声看成是理想无噪声四是将实际四端网络内部噪声看成是理想无噪声四端网络输入端信号源内阻端网络输入端信号源内阻s在

33、温度在温度e时所产生的热噪声时所产生的热噪声,这样这样,s的温度则变为的温度则变为0e,这种等效关系如图这种等效关系如图1 所示。所示。六、六、等效输入噪声温度等效输入噪声温度 除了噪声系数之外除了噪声系数之外,等效输入噪声温度等效输入噪声温度e（以下简称噪声（以下简称噪声温度）是衡量线性四端网络噪声性能的另一个参数。温度）是衡量线性四端网络噪声性能的另一个参数。线 性 四 端 网 络(有 内 部 噪 声)GPA NF 1Rs(T0)PnAo线 性 四 端 网 络(理 想 无 噪 声)GPA NF 1Rs(T0 Te)PnAo(a)(b)图图1 噪声温度与噪声系数的等效关系噪声温度与噪声系数的

34、等效关系 由由图图1（）并根据式并根据式 和和 nAn()pAk0 可以写出：可以写出：PnAo=PnAiGPA+PnAn=kT0BWGPANFBWkTPnAi0(18)由由图图1（b）可写出：可写出：nAok(0e)PA对比式（对比式（18）和（）和（19）可得到）可得到e与与的关系式为的关系式为 00)1(1TNFTTTNFee或e值越大值越大,表示四端网络的噪声性能越差表示四端网络的噪声性能越差 噪声温度噪声温度e常用在低噪声接收系统中常用在低噪声接收系统中,其特点是把噪声系其特点是把噪声系数的尺度放大了数的尺度放大了,便于比较。便于比较。(19)v如：某卫星电视接收机高频头有三种型号，

35、如：某卫星电视接收机高频头有三种型号，其噪声温度分别为其噪声温度分别为25K、28K、30K，对应的，对应的噪声系数分别为噪声系数分别为1.0862、1.0966和和1.1034。可见，在低噪声时采用噪声温度比采用噪声可见，在低噪声时采用噪声温度比采用噪声系数更容易和更方便显示其噪声性能的差别。系数更容易和更方便显示其噪声性能的差别。是指为保证必要的输出信噪比，是指为保证必要的输出信噪比，接收机输入端上所需的接收机输入端上所需的最小有用信号电平最小有用信号电平。该信号电平越低，则接收灵敏度越高，。该信号电平越低，则接收灵敏度越高，表示接收微弱信号的能力越强。表示接收微弱信号的能力越强。接收机接

36、收机输入端额定信噪比：输入端额定信噪比：BWkTREPPAAnisi024/若接收机正常工作时若接收机正常工作时输出额定信噪比：输出额定信噪比：nosoPPD 则有则有DBWRkTEPPPPNFAAnosonisi024故灵敏度电压故灵敏度电压NFDBWRkTEAA04一般一般D=1 可见，可见，灵敏度主要取决于接收机内部噪声灵敏度主要取决于接收机内部噪声NF的大小的大小。NF越小，则越小，则EA越小，灵敏度越高。超外差式接收机灵敏度一般在越小，灵敏度越高。超外差式接收机灵敏度一般在0.11 V之间。之间。七、接收灵敏度七、接收灵敏度作业作业1、试求题图、试求题图1所示虚线框内电阻网络的所示虚

37、线框内电阻网络的额定功率增益额定功率增益。sUsR+1R2RLR题图题图12、某接收机线性部分由传输线、混频器和放大器三部分、某接收机线性部分由传输线、混频器和放大器三部分组成，其中传输线部分是无源网络。前两部分的额定功组成，其中传输线部分是无源网络。前两部分的额定功率增益分别是率增益分别是 ，后两部分的后两部分的噪声系数分别是噪声系数分别是 。试求总噪声系数。试求总噪声系数。2.0,82.021PAPAGG3,632NFNF3、某卫星通信接收机的线性部分如题图、某卫星通信接收机的线性部分如题图2所示，为满足所示，为满足输出端信噪比为输出端信噪比为20dB的要求，高放的要求，高放1输入端的信噪比应输入端的信噪比应为多少？为多少？高放高放1高放高放2变频和中放变频和中放dBGKTPAe252011dBGdBNFPA20622MHzBWdBGdBNFPA5401233题图题图2