1、第2章 高頻電路基礎(chǔ),2.1 高頻電路中的元件、 器件和組件 2.2 電子噪聲,2.1 高頻電路中的元件、器件和組件,2.1.1高頻電路中的元器件 各種高頻電路基本上是由有源器件、無源元件和無源網(wǎng)絡(luò)組成的。 高頻電路中使用的元器件與在低頻電路中使用的元器件基本相同, 但要注意它們在高頻使用時高頻特性。 1 高頻電路中的無源元件 1）電阻 一個實際的電阻器, 在低頻時主要表現(xiàn)為電阻特性，但在高頻使用時不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面，而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面。,一個電阻R的高頻等效電路如圖2 1所示, 其中, CR為分布電容, LR為引線電感, R為電阻。,圖 2 1 電阻的高頻等效電路,分布電容：主

2、要指元件自身封裝、元件之間、元件到接地平面和線路板布線間形成的非期望電容。 引線電感：元件引腳、連線、線路板布線形成的非期望電感。,通常，表面貼裝電阻的高頻特性好于各種引線電阻，小尺寸的好于大尺寸的電阻。其中，引線電阻中金屬膜電阻好與炭膜電阻，線繞電阻的高頻特性最差。,2） 電容 由介質(zhì)隔開的兩導(dǎo)體即構(gòu)成電容。 一個電容器的實際等效電路如圖2 2（a）所示。,圖2 2 電容器的高頻等效電路 (a) 電容器的等效電路; （b） 電容器的阻抗特性,容性區(qū) 感性區(qū),SRF,說明： 1.分析米波以下頻段的諧振回路時常只考慮C和損耗RC。 2.兩類等效電路 其中： 3.電容品質(zhì)因數(shù) 為了說明電容器損耗大

3、小引入了電容品質(zhì)因數(shù),3） 電感 高頻電感器與普通電感器一樣, 電感量是其主要參數(shù)。 電感量L產(chǎn)生的感抗為jL, 其中, 為工作角頻率。 高頻電感器也具有自身諧振頻率SRF。 在SRF上, 高頻電感的阻抗的幅值最大, 而相角為零, 如圖2 3所示。,圖 2 3 高頻電感器的自身諧振頻率SRF,感性區(qū),容性區(qū),說明（類似電容） 1.工作頻率越高，電感線圈匝與匝及匝與地的分布電容作用明顯，等效電路應(yīng)考慮分布電容，它與電感并聯(lián)。在分析一般的長中短波時可忽略。 2.等效電路兩類 3.高頻信號下等效電阻并不是導(dǎo)線在直流工作狀態(tài)時的電阻，實際上要比直流電阻大許多，這是由于“集膚效應(yīng)”導(dǎo)致。 “集膚效應(yīng)”是

4、指隨著工作頻率的提高，流過導(dǎo)線的交流電向?qū)Ь€表面集中的一種現(xiàn)象。工作頻率越高，集膚效應(yīng)越強，導(dǎo)線中心幾乎完全沒有電流流過，這相當(dāng)于導(dǎo)線的橫截面積減少，等效電阻越大。 4.實際中通常不是直接用等效電阻來表示電感的損耗大小，而是引入了品質(zhì)因數(shù)。,總結(jié)： 1.集中參數(shù)元件R、L和C在一定工作頻率范圍時，表現(xiàn)出一定的（不同的）電氣特性，注意理解分布電容和分布、引線電感。 2.為了衡量元件的損耗性能，引入了一個物理量品質(zhì)因數(shù)。 衡量電抗特性的物理量 C、L品質(zhì)因數(shù)越高表示其損耗越小。 實際的物理意義： 一個比值無量綱值,2 高頻電路中的有源器件 與用于低頻或其它電子線路的器件沒有什么根本不同。 1） 二

5、極管 半導(dǎo)體二極管在高頻中主要用于檢波、 調(diào)制、 解調(diào)及混頻等非線性變換電路中, 常工作在低電平。 常用高頻二極管的類型： (1) 點觸式二極管：其最高工作頻率約200300MHz (2) 表面勢壘二極管： 其最高工作頻率約200 300MHz (3) 變?nèi)荻O管：其電容隨偏置電壓變化而變化。,2） 晶體管與場效應(yīng)管（FET） 在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管和各種場效應(yīng)管，這些管子比用于低頻的管子性能更好, 在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同。 高頻晶體管有兩大類型: 一類是作小信號放大的高頻小功率管, 對它們的主要要求是高增益和低噪聲; 另一類為高頻功率放大管, 除了增益外, 要求其在高頻有較大

6、的輸出功率。 3） 集成電路 用于高頻的集成電路的類型和品種要比用于低頻的集成電路少得多, 主要分為通用型和專用型兩種。 目前通用型的寬帶集成放大器，其增益可達(dá)5060dB甚至更高，其工作頻率可達(dá)100200MHz甚至更高。,2.1.2高頻電路中的組件 高頻電路中的無源組件或無源網(wǎng)絡(luò)主要有高頻振蕩（諧振）回路、 高頻變壓器、 諧振器與濾波器等, 它們完成信號的傳輸、 頻率選擇及阻抗變換等功能。 1. 高頻振蕩回路 高頻振蕩回路是高頻電路中應(yīng)用最廣的無源網(wǎng)絡(luò), 也是構(gòu)成高頻放大器、 振蕩器以及各種濾波器的主要部件, 在電路中完成阻抗變換、 信號選擇等任務(wù), 并可直接作為負(fù)載使用。 1) 簡單振蕩

7、回路 振蕩回路就是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)形成的回路。 只有一個回路的振蕩電路稱為簡單振蕩回路或單振蕩回路。 （1） 串聯(lián)諧振回路。 圖2 4（a）是最簡單的串聯(lián)振蕩回路。,圖2 4 串聯(lián)震蕩回路及其特性,由于電容器損耗比電感線圈損耗小得多，故r認(rèn)為近似等于電感線圈的電阻。,若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一恒壓信號 , 則發(fā)生串聯(lián)諧振時因阻抗最小, 流過電路的電流最大, 稱為諧振電流, 其值為,（2 1）,（2 2）,（2 3）,在任意頻率下的回路電流 與諧振電流之比為,(2 4),其模為,其中,（2 5）,（2 6）,稱為回路的品質(zhì)因數(shù), 它是振蕩回路的一個重要參數(shù)。 根據(jù)式（2 6）畫出相應(yīng)的曲線如

8、圖2 5所示, 稱為諧振曲線。,圖 2 5 串聯(lián)諧振回路的諧振曲線,在實際應(yīng)用中, 外加信號的頻率與回路諧振頻率0之差=-0表示頻率偏離諧振的程度, 稱為失諧。 當(dāng)與0很接近時,（2 7）,（2 8）,令,為廣義失諧, 則式（2 5）可寫成,(2 9),當(dāng)保持外加信號的幅值不變而改變其頻率時, 將回路電流值下降為諧振值的 時對應(yīng)的頻率范圍稱為回路的通頻帶, 也稱回路帶寬, 通常用B來表示。 令式（2 9）等于 , 則可推得=1, 從而可得帶寬為.,(2 10),說明： 1.通頻帶與回路Q成反比，與中心頻率成正比，即通頻帶與回路Q是矛盾的兩個指標(biāo)。選擇性是指諧振回路對干擾的抑制能力，也就是要求在

9、通頻帶外，諧振曲線應(yīng)陡峭下降，故Q值越高，諧振曲線越陡峭，選擇性越好，但通頻帶卻越窄。 2.理想的諧振回路，其幅頻特性曲線應(yīng)該是在通頻帶內(nèi)完全平坦，信號可以無衰減的通過，而在通頻帶外則衰減為零，即為一矩形。,矩形系數(shù)：為了衡量實際幅頻特性曲線接近理想的程度，提出了該概念。 B0.1諧振曲線下降為諧振值的0.1時的頻帶寬度 B0.707諧振曲線下降3dB的頻帶寬度 理想時矩形系數(shù)應(yīng)為1，故其越接近1越好。 矩形系數(shù)越小，回路的選擇性越好。 對于單級簡單諧振回路，可以計算出其矩形系數(shù)為： (2） 并聯(lián)諧振回路。 串聯(lián)諧振回路適用于電源內(nèi)阻為低內(nèi)阻（如恒壓源）的情況或低阻抗的電路（如微波電路）。當(dāng)頻

10、率不是太高時，并聯(lián)諧振回路應(yīng)用更廣。,圖2 7 并聯(lián)諧振回路及其等效電路、 阻抗特性和輻角特性 (a) 并聯(lián)諧振回路; （b）等效電路; （c）阻抗特性; （d）輻角特性,并聯(lián)諧振回路的并聯(lián)阻抗為,(2 11),定義使感抗與容抗相等的頻率為并聯(lián)諧振頻率0, 令Zp的虛部為零, 求解方程的根就是0, 可得,式中, Q為回路的品質(zhì)因數(shù), 有,當(dāng) 時, 。 回路在諧振時的阻抗最大, 為一電阻R0,（2 12）,（2 13）,（214）,并聯(lián)回路通常用于窄帶系統(tǒng), 此時與0相差不大, 式（2 13）可進(jìn)一步簡化為,式中, =-0。 對應(yīng)的阻抗模值與幅角分別為,（2 15）,（2 16）,（2 17）,

11、圖2 8表示了并聯(lián)振蕩回路中諧振時的電流、 電壓關(guān)系。,例 1 設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載, 信號中心頻率fs=10MHz, 回路電容C=50 pF, (1) 試計算所需的線圈電感值。 (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q=100, 試計算回路諧振電阻及回路帶寬。 (3) 若放大器所需的帶寬B=0.5 MHz, 則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求?,將f0以兆赫茲(MHz)為單位, 以皮法(pF)為單位, L以微亨（H）為單位， 上式可變?yōu)橐粚嵱糜嬎愎?,將f0=fs=10 MHz代入, 得,(2) 回路諧振電阻和帶寬。由式(2 12),解 (1) 計算L值。 由式(2 2),

12、 可得,回路帶寬為,(3) 求滿足0.5 MHz帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并聯(lián)電阻為R1, 并聯(lián)后的總電阻為R1R0, 總的回路有載品質(zhì)因數(shù)為QL。 由帶寬公式, 有,此時要求的帶寬B=0.5 MHz, 故,回路總電阻為,需要在回路上并聯(lián)7.97 k的電阻。,2) 抽頭并聯(lián)振蕩回路 (1)引言：諧振回路在實際應(yīng)用中有三個問題需要考慮： a.信號源內(nèi)阻和負(fù)載的接收使回路的Q發(fā)生變化。 b.信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻值常常不等，即不匹配，當(dāng)相差很大時，負(fù)載上獲得的功率可能會很小。 c.信號源輸出電容影響電路的諧振頻率。 在實際中一些參數(shù)給定后是不能變動的，要解決這些問題需要“阻抗變換”方法（電路）。抽頭

13、并聯(lián)振蕩回路就屬于這種電路。,(2)幾種常見抽頭振蕩回路,圖2 9 幾種常見抽頭振蕩回路,（3）分析方法 a.接入系數(shù)p：與外電路相連的那部分電抗與本回路參與分壓的同性質(zhì)總電抗之比。 b.重要結(jié)論 電阻變換的關(guān)系：由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電阻提高到 倍，由高抽頭向低抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電阻降低到 倍。 電抗變換的關(guān)系：由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電抗提高到 倍，由高抽頭向低抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電抗降低到 倍。 注意：對于電抗元件，應(yīng)注意電抗值與其L、C值的關(guān)系。 信號源變換的關(guān)系： 由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電壓提高 倍。 由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效電流降低 倍。,例 2 如圖2 11， 抽頭

14、回路由電流源激勵, 忽略回路本身的固有損耗, 試求回路兩端電壓u(t)的表示式及回路帶寬。 ,圖 2 11 例2的抽頭回路,說明： a.上式結(jié)論推導(dǎo)常采用能量守恒和電路等效方法兩種方法來推導(dǎo)，但其有成立的條件：高Q。 b.接入系數(shù)的概念不只對諧振回路適用，在非諧振失諧不大時，也可近似成立。,解 由于忽略了回路本身的固有損耗, 因此可以認(rèn)為Q。 由圖可知, 回路電容為,諧振角頻率為,電阻R1的接入系數(shù),等效到回路兩端的電阻為,回路兩端電壓u(t)與i(t)同相, 電壓振幅U=IR=2 V, 故,輸出電壓為,回路有載品質(zhì)因數(shù),回路帶寬,3) 耦合振蕩回路 在高頻電路中, 有時用到兩個互相耦合的振蕩

15、回路, 也稱為雙調(diào)諧回路。把接有激勵信號源的回路稱為初級回路, 把與負(fù)載相接的回路稱為次級回路或負(fù)載回路。 在高頻電路中，耦合振蕩回路主要完成以下兩方面的功能： A、阻抗變換 B、提供比簡單諧振回路更好的頻率特性。 通常應(yīng)用時都滿足兩個條件： A、兩回路都對信號頻率諧振； B、都為高Q電路 圖 2 12 是兩種常見的耦合回路。 圖 2 12（a）是互感耦合電路, 圖 2 12(b)是電容耦合回路。,圖 2 12 兩種常見的耦合回路及其等效電路,（2 24）,對于圖 2 12（b）電路, 耦合系數(shù)為,（2 25）,(1)耦合系數(shù)k：是指耦合電路中的耦合電抗Zm與初次級中與Zm同性質(zhì)兩電抗的幾何平

16、均值之比。 對于圖2-12（a）電路, 耦合系數(shù)為,(2)反映阻抗Zf ： 是指由于次級回路的存在而對初級回路的影響，這種影響相當(dāng)于在初級回路接一反映阻抗Zf。 設(shè)有激勵時，初級電流為 ，將會在次級回路形成一感應(yīng)電動勢 ，設(shè)次級回路阻抗為Z2，從而形成次級,電流 次級必然又會對初級產(chǎn)生反作用(即要在初級產(chǎn)生反電動勢）,(3) 耦合因子與轉(zhuǎn)移阻抗 設(shè)初、次級回路的參數(shù)相同，均為C、L、Q，其廣義失諧為,（2 27）,（2 28）,耦合因子,初次級串聯(lián)阻抗可分別表示為,耦合阻抗為,由圖2 12（c）等效電路, 轉(zhuǎn)移阻抗為,(2 29),由次級感應(yīng)電勢 產(chǎn)生, 有,考慮次級的反映阻抗, 則,將上兩式

17、代入式(2 29), 再考慮其它關(guān)系, 經(jīng)簡化得,(2 30),根據(jù)同樣的方法可以得到電容耦合回路的轉(zhuǎn)移阻抗特性為,（2 31）,以廣義失諧為變量，對轉(zhuǎn)移阻抗Z21求極值可知： 當(dāng)A1時有兩個極大值，且在 處有凹點; 通常將A1情況成為臨界耦合，此時轉(zhuǎn)移阻抗用| Z21 |max表示。得不同A時的歸一化轉(zhuǎn)移阻抗,在臨界耦合時（A1）有：,將A1（kK0)的情況成為過耦合。,結(jié)論：a.同單諧振回路相比，耦合回路特性頂部平緩，帶寬較大，而且在通頻帶外，曲線下降也較陡峭。 b.對于臨界耦合回路：,圖 2 13 耦合回路的頻率特性,2.2.2高頻變壓器和傳輸線變壓器 1、高頻變壓器 1）功能： 高頻變

18、壓器通常工作在幾十兆赫茲的高頻電路中，用于傳輸信號、隔絕直流和阻抗變換等。 2）結(jié)構(gòu)特點 高頻變壓器的基本原理與低頻變壓器相同，也是靠磁通交鏈, 或者說是靠互感進(jìn)行耦合的。 (1) 為了減少損耗, 高頻變壓器常用導(dǎo)磁率高、 高頻損耗小的軟磁材料作磁芯，如鐵氧體。 (2) 常用高頻變壓器的磁心結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。 (3) 高頻變壓器一般用于小信號場合, 尺寸小, 線圈的匝數(shù)較少。 3）等效電路 高頻變壓器的等效電路如圖2-13(b)所示，其中Ls為漏感，Cs為分布電容。,圖 2 12 高頻變壓器的磁芯結(jié)構(gòu) （a） 環(huán)形磁芯; (b) 罐形磁芯; (c) 雙孔磁芯,圖 2 13 高頻變壓器及其等

19、效電路 (a) 電路符號; (b) 等效電路,4）帶抽頭高頻變壓器 圖 2-14(a)是一中心抽頭變壓器的示意圖。 初級為兩個等匝數(shù)的線圈串聯(lián), 極性相同，初次級匝比n=N1/N2。 作為理想變壓器看待, 線圈間的電壓和電流關(guān)系分別為：,(2-37),(2-36),圖 2-14 中心抽頭變壓器電路 （a） 中心抽頭變壓器電路; （b） 作四端口器件應(yīng)用,2、傳輸線變壓器 傳輸線變壓器就是利用繞制在磁環(huán)上的傳輸線而構(gòu)成的高頻變壓器。傳輸線變壓器是基于傳輸線原理和變壓器原理二者相結(jié)合而產(chǎn)生的一種耦合元件，它能以傳輸線方式和變壓器方式同時進(jìn)行能量傳輸。 1） 結(jié)構(gòu) 圖 2 15 為其典型的結(jié)構(gòu)和電路

20、圖。,圖 2 15傳輸線變壓器的典型結(jié)構(gòu)和電路 (a) 結(jié)構(gòu)示意圖; （b） 電路,圖 2-16 傳輸線變壓器的工作方式 (a) 傳輸線方式; (b) 變壓器方式,2）工作方式（模式） 有兩種工作模式：傳輸線方式和變壓器方式，不同方式?jīng)Q定于不同的激勵模式。如下圖,3. 石英晶體諧振器 1) 物理特性 石英晶體是SiO2的結(jié)晶體，在自然界中是以六角錐體出現(xiàn)，有三個對稱軸：z軸（光軸）、x軸（電軸）和y軸（機械軸）。石英晶體諧振器是由天然或人工生成的石英晶體切片制成。 正壓電效應(yīng)：是指當(dāng)晶體受外力作用而變形時，將在它對應(yīng)的表面產(chǎn)生正、負(fù)電荷，形成電壓的現(xiàn)象。 負(fù)壓電效應(yīng)：是指當(dāng)在晶體兩表面加以一定

21、電壓時，晶體又會產(chǎn)生機械變形的現(xiàn)象。 當(dāng)外加電信號的頻率接近晶體的固有機械諧振頻率時，就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。 晶體諧振器的諧振頻率與晶片的材料、幾何形狀、尺寸、切片方式等有關(guān)。,圖2-17石英晶體諧振器 （a）晶體形狀、（b）切割方式、（c）晶振結(jié)構(gòu)、（e）晶振符號,(a),(b),(c),(e),2) 等效電路及阻抗特性 圖 2 22 是石英晶體諧振器的等效電路。,Lq、Cq、rq是對應(yīng)于機械共振而等效的電感、電容和損耗電阻，C0是靜態(tài)電容，而且一般CqC0，rq也非常小。因此在忽略了rq后，阻抗Ze為：,圖 2 22 晶體諧振器的等效電路 (a) 包括泛音在內(nèi)的等效電路; (b) 諧振頻率附近

22、的等效電路,(2-45),(2-46),總之，晶體諧振器與一般諧振回路比較，有以下特點： (1) 晶體的諧振頻率fq和f0非常穩(wěn)定，這是由晶體的物理特性決定的，受外界影響很小。 (2) 有非常高的品質(zhì)因素（一般Q值可上萬，而普通諧振回路Q值只能達(dá)到100200）。 (3) 接入系數(shù)非常小，一般為10-3數(shù)量級，甚至更小。 (4) 晶體在工作頻率附近阻抗變化非常大，有很高的并聯(lián)諧振阻抗。,2.2 電子 噪 聲,一. 概述 1.概念：所謂干擾（或噪聲）, 就是除有用信號以外的一切不需要的信號及各種電磁騷動的總稱。 說明：干擾、噪聲同義詞，習(xí)慣上將外部來的稱干擾、內(nèi)部產(chǎn)生的稱噪聲。 2.分類： 地點

23、：外部噪聲（電臺干擾、工業(yè)干擾、天電干擾等） 內(nèi)部噪聲（電子噪聲、設(shè)計中產(chǎn)生的干擾如：串?dāng)_） 根源：自然噪聲和人為噪聲； 電特性：脈沖型、正弦型和起伏型； 3.干擾對通信系統(tǒng)的影響 在高頻電路中內(nèi)部噪聲主要是電子噪聲，本節(jié)主要介紹電子噪聲的有關(guān)情況。,二、 電子噪聲的來源與特性 1. 電阻熱噪聲 (1)產(chǎn)生機理 由于導(dǎo)體和電阻中存在大量自由電子，這些自由電子將作不規(guī)則的熱運動，大量電子的熱運動就會在電阻兩端產(chǎn)生起伏電壓（電勢），這種因熱運動而產(chǎn)生的起伏電壓就稱為電阻的熱噪聲， 如圖2-27所示。,27,（2）定量研究： a. 電阻熱噪聲電壓 由于起伏噪聲電壓的變化是不規(guī)則的, 其瞬時振幅和瞬時

24、相位是隨機的, 因此無法計算其瞬時值。起伏噪聲電壓的平均值為零, 噪聲電壓正是不規(guī)則地偏離此平均值而起伏變化的。起伏噪聲的均方值是確定的。 ,上式為奈奎斯特公式，式中k為波爾茨曼常數(shù)，k=1.36*10-23，B為測量此電壓時的帶寬，T為絕對溫度。,噪聲電壓均方值：,b.功率譜密度（單位頻帶內(nèi)噪聲的功率） 實驗發(fā)現(xiàn), 在整個無線電頻段內(nèi), 當(dāng)溫度一定時, 單位電阻上所消耗的平均功率在單位頻帶內(nèi)幾乎是一個常數(shù), 即其功率頻譜密度是一個常數(shù)。 對照白光內(nèi)包含了所有可見光波長這一現(xiàn)象, 人們把這種在整個無線電頻段內(nèi)具有均勻頻譜的起伏噪聲稱為白噪聲。 阻值為的電阻產(chǎn)生的噪聲電流功率頻譜密度和噪聲電壓功

25、率頻譜密度分別為：,圖 2 31 電阻熱噪聲等效電路,（2 51）,（2 52）,說明： 和 關(guān)系 S為噪聲功率譜密度，則總的平均功率為,思考：何時輸出功率最大？為多少？,(3)熱噪聲在線性電路中的分析 a.電阻網(wǎng)絡(luò)的熱噪聲 兩個電阻串聯(lián)時： 結(jié)論：無論串或并，電阻網(wǎng)絡(luò)的熱噪聲等于其等效成一個電阻的熱噪聲。 b.熱噪聲通過線性網(wǎng)絡(luò),圖 2 32熱噪聲通過線路電路的模型,圖 2 33并聯(lián)回路的熱噪聲,(2 54),并聯(lián)回路可以等效為Re+jXe（圖 2 33（c）,現(xiàn)在看上述輸出噪聲譜密度與Re、 Xe的關(guān)系。,展開化簡后得,與式(2 55)對比, 可得,(2 55),(2 56),說明： 1.

26、RejXe； 2.電阻熱噪聲通過線性電路后，一般不再是白噪聲,根據(jù)式(2 55)與式(2 56)可以求出輸出端的均方噪聲電壓為,并聯(lián)諧振回路的等效噪聲帶寬是其通頻帶的1.57倍。,（4） 噪聲帶寬 圖 232 是一線性系統(tǒng), 其電壓傳輸函數(shù)為H(j)。 設(shè)輸入一電阻熱噪聲,均方電壓譜為SUi=4kTR, 輸出均方電壓譜為SUo, 則輸出均方電壓E2n2為 ,設(shè)|H(j)|的最大值為H0, 則可定義一等效噪聲帶寬Bn, 令,（2 57）,則等效噪聲帶寬Bn為,（2 58）,圖 2 33 的單振蕩回路為例, 計算其等效噪聲帶寬。 設(shè)回路為高Q電路, 設(shè)諧振頻率為f0， 由前面分析, 再考慮到高Q條

27、件, 此回路的|H(j)| 2可近似為,式中, f為相對于f0的頻偏, 由此可得等效噪聲帶寬為,2. 晶體三極管的噪聲（了解） 1) 散彈（粒）噪聲 ,己知并聯(lián)回路的 3 dB帶寬為B 0.7= f0/Q, 故,2) 分配噪聲 3) 閃爍噪聲 ,3. 場效應(yīng)管噪聲（了解）,三 噪聲系數(shù)和噪聲溫度 1 噪聲系數(shù)的定義 圖 2 35 為一線性四端網(wǎng)絡(luò), 它的噪聲系數(shù)定義為輸入端的信號噪聲功率比(S/N)i與輸出端的信號噪聲功率比(S/N)o的比值, 即,圖 2 35 噪聲系數(shù)的定義,圖中, KP為電路的功率傳輸系數(shù)(或功率放大倍數(shù))。 用Na表示線性電路內(nèi)部附加噪聲功率在輸出端的輸出, 考慮到KP

28、=o/Si, 式(2 60)可以表示為,（2 60）,(2 61),(2 62),噪聲系數(shù)通常用dB表示, 用dB表示的噪聲系數(shù)為,(2 63),說明： (1) 由于噪聲功率是與帶寬B相聯(lián)系的，為了不使噪聲系數(shù)依賴于指定的頻寬，因此國際上式(2-60)定義中的噪聲功率是指單位頻帶內(nèi)的噪聲功率，即是指輸出、輸入噪聲功率譜密度。此時的噪聲系數(shù)將隨指定的工作頻率不同而不同，即表示點頻的噪聲系數(shù)。 (2) 由式(2-60)可以看出，輸入、輸出信號功率是成比例變化的，即噪聲系數(shù)與輸入信號大小無關(guān)，但卻與輸入噪聲功率Ni有關(guān)，因此，為了明確，在噪聲系數(shù)的定義中，規(guī)定輸入噪聲功率Ni為信號源內(nèi)阻Rs的熱噪聲

29、最大輸出功率（由前可知為kTB），并規(guī)定溫度為290K。,(3) 在噪聲系數(shù)的定義中，沒有對網(wǎng)絡(luò)的匹配情況提出要求， 因而是普遍適用的。實際上輸出端的阻抗是否匹配并不影響噪聲系數(shù)的大小。因此噪聲系數(shù)可以表示為輸出端開路時兩均方電壓之比或輸出端短路時兩均方電流之比，即,(4) 上述噪聲系數(shù)的定義只適用于線性或準(zhǔn)線性電路。對于非線性電路，由于信號與噪聲、噪聲與噪聲的相互作用，使輸出端信噪比更加惡化，上述的定義不適用，計算也更復(fù)雜。,2噪聲溫度 將線性電路的內(nèi)部附加噪聲折算到輸入端, 此附加噪聲可以用提高信號源內(nèi)阻上的溫度來等效, 這就是“噪聲溫度”。 由式(2 62), 等效到輸入端的附加噪聲為Na/KP, 令增加的溫度為Te, 即噪聲溫度, 可得,（2 66）,這樣, 式(2 62)可重寫為,（2 67）,(2 68),3.噪聲系數(shù)的計算 額定功率法 額定功率, 又稱資用功率或可用功率, 是指信號源所能輸出的最大功率, 它是一個度量信號源容量大小的