電放大器相位噪聲第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響及公式推導放大器輸出端信號和噪聲的有效值電壓圖解載波信號上疊加噪聲信號矢量圖第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響及公式推導有效值噪聲電壓產(chǎn)生相位調(diào)制,其相角為，在小角度調(diào)制下，有：由相位噪聲的定義和相位調(diào)制原理：對數(shù)表示第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較論文信息NIST：美國國家標準技術(shù)研究所第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較（1）比較

相位噪聲（PN）和噪聲系數(shù)（NF）哪一個更能描述放大器的具體特征（2）放大器的熱相位噪聲底是-177dBc/Hz（輸入載波功率為0dBm）NF：測量的遠離載頻處的寬帶噪聲，是在沒有信號或固定輸入下測量得的噪聲，沒有考慮近載頻的閃爍噪聲。實驗表明：輸入信號增加時由于非線性交調(diào)失真，寬帶噪聲增加1-5dB，由此得到的NF相比于0輸入信號。第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較振蕩信號的射頻功率譜：

：載波的均方根電壓；

：在頻率處的噪聲功率譜密度；

：載波頻率；：傅里葉頻率幅度調(diào)制噪聲和相位調(diào)制噪聲相等，是射頻功率譜的一半根據(jù)定義：相位噪聲第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較如圖：熱噪聲產(chǎn)生的等效電路代入上式可以得到：第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較ThisisthewidebandPMnoisefloorofanamplifier.測量系統(tǒng)：雙通道互相關(guān)技術(shù)第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較測量結(jié)果：輸入功率越低，測量的相位噪聲越大在輸入功率低時，計算結(jié)果和無載波NF相近，當載波功率變大時，不再一致（非線性交調(diào)失真）驗證了放大器的熱噪底是-177dBc/Hz第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較前向反饋線性放大器驗證上述結(jié)論第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較前向反饋線性放大器驗證上述結(jié)論線性度越好，閃爍噪聲越小同時NF的曲線，和上述結(jié)論相一致第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較同類型放大器，同測量條件下，不同NF的相噪曲線NF和閃爍噪聲的優(yōu)劣沒有關(guān)系第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一噪聲系數(shù)和相位噪聲的測量比較結(jié)論：（1）傳統(tǒng)NF的測量是無信號或者是小信號（線性區(qū)），不能完全反應(yīng)放大器的NF。（2）通過相噪的測量得出的NF，更符合實際，同時還能反應(yīng)閃爍噪聲的影響。（3）放大器的NF受載波功率和非線性交調(diào)失真的影響（4）放大器的高線性會減小閃爍噪聲和提高所測量的相位噪聲底。（5）閃爍噪聲的大小和NF系數(shù)沒有關(guān)系。（6）放大器的熱相位噪聲底是-177dBc/Hz（輸入載波功率為0dBm）第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響測試實驗：第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響測試結(jié)果曲線：放大器相位噪聲曲線第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響測試結(jié)果分析：如圖曲線B所示，因為44dB和6dB衰減器是無源的，認為它不引入相位噪聲，而S1的相噪性能大大優(yōu)于放大器。曲線A和B的相位噪聲分別為：a點是輸出端，其功率為10dBm/Hz，a點的信號經(jīng)過44dB衰減后到b點，其信號功率為-34dBm，b點上的熱噪聲電平為-174dBm/Hz，不可能再降，這樣b點上相位噪聲為-140dBc/Hz。經(jīng)過放大器，信號到達C點，被測放大器的噪聲系數(shù)約為4dB，即噪聲性能變壞4dB。則C點上的相位噪聲-136dBm/Hz。C點后面的6dB衰減器，它的熱噪聲功率-174dBm/Hz不會成為相位噪聲的門限，因而，C點上信號的相位噪聲-136dBc/Hz，這是被測放大器相位噪聲的理論值，與曲線B測出的相位噪聲一致。第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響這是某公司信息：第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一放大器噪聲對相位噪聲的影響相位噪聲機理：相位噪