第三噪聲與干擾演示文稿當前1頁，總共36頁。（優(yōu)選）第三噪聲與干擾當前2頁，總共36頁。3、噪聲的分類1）按發(fā)生的地點分：外部干擾：天電干擾、宇宙射線干擾、工業(yè)干擾內部干擾:設備之器件的熱噪聲2）按產生的根源分：自然干擾人為干擾3）按電特性分：脈沖型干擾正弦型干擾起伏型干擾當前3頁，總共36頁。§3.2內部噪聲的來源和特點3.2.1電阻的熱噪聲一、電阻熱噪聲產生的原因：電阻的熱噪聲是電阻導體的熱騷動產生無規(guī)則運動引起的起伏噪聲電流的現(xiàn)象。二、電阻熱噪聲的特點及計算1、特點：1）電阻噪聲是起伏噪聲。2）起伏噪聲電流是大量脈沖寬度約10-13s的微弱脈沖電流的迭加而成。另窄脈沖極性、大小和出現(xiàn)時間是隨機的。

當前4頁，總共36頁。2、計算1）起伏噪聲的功率密度:Sv=4kTR其中 k=1.38×10-23J/K T=[273+t(℃)](K) T–定， R↑→Sv↑ R–定，T↑→Sv↑ 當前5頁，總共36頁。2、計算2）B頻帶內噪聲電壓和電流值:例3.2.1:P69

當前6頁，總共36頁。三、電阻的噪聲等效電路:一個實際電阻可以等效為:一個(無噪聲)電阻與一個恒壓源串聯(lián)，或等效為一個(無噪聲)電導與恒流源并聯(lián)。當前7頁，總共36頁。四、考慮噪聲的電阻串并聯(lián)電路R1、R2串聯(lián)的噪聲等效電路:R1、R2并聯(lián)的噪聲等效電路:例3.2.2:P69當前8頁，總共36頁。四、考慮噪聲的電阻串并聯(lián)電路幾點說明：1、對處于相同溫度、相同帶寬的電阻所構成的網絡，不論串聯(lián)還是并聯(lián)，總的均方值噪聲電壓等于網絡總電阻所產生的均方值噪聲電壓。2、如果網絡中的電阻處于不同溫度或是受不同帶寬限制，只能按均方疊加法則即功率相加原理進行計算。3、純電抗元件既不消耗功率也不產生熱噪聲，但實際的電抗元件一般都含有電阻分量，故也與普通電阻一樣產生熱噪聲。因此，LC諧振回路兩端產生的熱噪聲電壓均方值也可按公式計算，式中的R應為諧振電阻。當前9頁，總共36頁。3.2.2二極管的噪聲工作狀態(tài)：正偏：散粒噪聲反偏：擊穿前：散粒噪聲（很小）擊穿后：齊納擊穿：散粒噪聲、閃爍噪聲雪崩擊穿：散粒噪聲、多態(tài)噪聲體電阻re

產生的熱噪聲：散彈噪聲：

其中，電子電荷量q=1.59×10-19C,I0是PN結平均電流當前10頁，總共36頁。晶體三極管的噪聲:

1、熱噪聲：基極電阻產生的2、散彈噪聲：流過PN結的電流3、分配噪聲：4、閃爍噪聲:(1/?噪聲):

噪聲主要在低頻又稱低頻噪聲當前11頁，總共36頁。3.2.4場效應管噪聲1、熱噪聲2、散彈噪聲3、感應噪聲4、閃爍噪聲當前12頁，總共36頁。3.2.5接收天線噪聲內部噪聲：電阻熱噪聲外來噪聲：周圍介質輻射宇宙輻射因此，天線噪聲是與周圍的介質溫度、天線的指向及工作頻率有關的。工程上：統(tǒng)一規(guī)定用天線的輻射電阻RA在天線的有效噪聲溫度TA產生的熱噪聲來表示天線的噪聲性能。在熱平衡狀態(tài)下，天線熱噪聲電壓均方值為：當前13頁，總共36頁?！?.3噪聲系數(shù)的計算描述放大器噪聲系數(shù)的等效圖：當前14頁，總共36頁?！?.3噪聲系數(shù)的計算信噪比:(SNR)Signal-toNoiseRatio注意：同一個端口中以dB表示:意義:S/N越大，信號被噪聲惡化的程度越小，信噪比最低允許值取決于應用技術。當前15頁，總共36頁。例如：AM:PSi/PNi 10dB→PSi=10PNiFM: 12dBPSi=15.8PNiTV: 40dBPSi=104PNi當前16頁，總共36頁?！?.3噪聲系數(shù)的計算一、噪聲系數(shù)的定義及其物理意義1、定義:噪聲系數(shù)是指線性四端網絡的輸入信噪功率比與其輸出端信噪功率之比值。以dB表示：當前17頁，總共36頁。一、噪聲系數(shù)的定義及其物理意義2、物理意義:噪聲系數(shù)NF的大小被用來衡量線性網絡內部噪聲對檢測信號的影響程度當前18頁，總共36頁。二、噪聲系數(shù)的計算根據(jù)不同的情況，NF的其它表示方式:1）已知輸入噪聲和測得總和噪聲情況；當前19頁，總共36頁。二、噪聲系數(shù)的計算2）實際網絡和理想網絡噪聲功率比:NF=1：理想網絡的噪聲系數(shù)當前20頁，總共36頁。3.3.2信噪比與負載的關系當信號源與負載電阻相接時，在負載兩端的信噪比為：結論：信號源與任何負載相接并不影響其輸入端信噪比，即無論負載為何值，其信噪比都不變，其值為負載開路時的信號電壓平方與噪聲電壓均方值之比。當前21頁，總共36頁。3.3.3用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)1、額定功率：內阻為RA的電壓源

內阻為RA的電流源

信號源輸入噪聲額定功率當前22頁，總共36頁。輸入噪聲額定功率結論:無源二端網絡的噪聲額定功率只與其溫度T及通頻帶B有關，而與其負載阻抗及網絡本身阻抗都無關。當前23頁，總共36頁。3.3.3用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)2、額定功率增益定義：指線性四端網絡的額定輸出功率與額定輸入功率之比。3、用額定功率和額定功率增益表示噪聲系數(shù)

當前24頁，總共36頁。3.3.4多級放大器總噪聲系數(shù)的計算主要討論:級聯(lián)網絡—多級放大器的總噪聲系數(shù)與各級噪聲系數(shù)的關系，明確這一關系的實際意義在于找出降低多級放大器的總噪聲系數(shù)的方向和措施。當前25頁，總共36頁。3.3.4多級放大器總噪聲系數(shù)的計算（以2級為例）當前26頁，總共36頁。3.3.4多級放大器總噪聲系數(shù)的計算推導得：推廣得通式：當前27頁，總共36頁。重要結論:1、要使級聯(lián)總噪聲系數(shù)小，就得要各級NF小、增益Apa大。2、前級對總噪聲的影響最大，越后級影響越小。當前28頁，總共36頁。3.3.5等效噪聲溫度Te—等效輸入噪聲溫度衡量線性四端網絡的噪聲性能的另一個參數(shù)。1、定義：2、噪聲系數(shù)和等效噪聲溫度的換算Te=(NF–1)To

當前29頁，總共36頁。結論：Te值越大，表征四端網絡的噪聲性能越差。理想網絡

Te=0NF和Te均為表征線性四端網絡噪聲性能的指標，但Te適用于作表示低噪聲系統(tǒng)的噪聲性能。當前30頁，總共36頁。3.3.6晶體管放大器的噪聲系數(shù)結論：在低頻工作時，選用共發(fā)射極電路作為輸入級比較有利在高頻工作時，選用共基極電路作為輸入級比較有利當前31頁，總共36頁。3.3.7接收機的靈敏度定義:接收機輸出信號噪聲功率比為正常值(規(guī)定值)時天線上需要加入信號的電動勢的最小有效值Usefmin或這個信號的額定功率Psmin。意義:靈敏度表征接收機接收微弱信號的能力。在正常接收情況下，天線需加入的信號電平越小，證明該接收機的靈敏度越高。當前32頁，總共36頁。噪聲系數(shù)對接收靈敏度的影響:最小可辨信號功率:Psmin=kToBNFD

最小可辨信號電壓:

臨界靈敏度:D=1時的靈敏度

Psmin=kToBNF

當前33頁，總共36頁。噪聲系數(shù)對接收靈敏度的影響:用dB/mW表示接收機的靈敏度及其計算方法:Psmin(dB/mW)=10logk+10logTo+10logB+10logNF+10log103

=-174dB+10logNF+10logB若B以MHz計:Psmin(dB/mW)=-114dB+NFdB+10logB當前34頁，總共36頁?！?.4降低噪