第二章放大器噪声源和噪声特性1.pptVIP

微弱信号检测 第2章 放大器的噪声源和噪声特性 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 电子系统内部固有噪声源 2.1 系统固有噪声源 2.1.1 电阻的热噪声 —两端开路的电阻，其两端会呈现随机起伏的噪声。 (1) 统计特征 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.1 电阻的热噪声 (1) 统计特征 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.1 电阻的热噪声 (2) 噪声模型 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.1 电阻的热噪声 (3) 阻容并联电路热噪声 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.2 PN结的散弹噪声 电子或空穴随机发射导致流过势垒的电流在其平均值附近随机起伏，从而引起散弹噪声。 2 放大器的噪声源和噪声特性 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.3 1／f 噪声 由两种导体的接触点电导的随机涨落引起的。又称低频噪声。 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.3 1/f 噪声 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.1 系统固有噪声源 2.1.4 爆裂噪声 流过半导体PN结电流的突然变化。 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.1 单级放大器的噪声系数 (1) 噪声系数(F或NF :Noise Factor ):衡量电路噪声特 性的优劣。适用于线性系统 2 放大器的噪声源和噪声特性 F的物理意义：反映了两端口网络对信噪比影响的情况。 F=1：表明无噪声的理想放大器； F＞1：表明是有噪声源的实际放大器。 F越大，说明放大器内部噪声越严重。 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.1 单级放大器的噪声系数 (2) 可测最小信号（只有当输出信噪比达到一定程度的时候才能够从噪声中提取出信号，实现检测的目的　） 2 放大器的噪声源和噪声特性 2 放大器的噪声源和噪声特性 解： 放大器的输入噪声功率就是信号源电阻的热噪声功率 2 放大器的噪声源和噪声特性 噪声系数F常用dB表示为噪声因数NF: NF=10lgF (dB) 噪声因数表征在原来不可避免的信号源噪声之上由放大器增加的噪声功率。 利用噪声因数的对数特性，可以把噪声系数的相乘运算转化为相加运算。 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2级联放大器的噪声系数 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2级联放大器的噪声系数 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2级联放大器的噪声系数 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2级联放大器的噪声系数 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2 联级放大器的噪声系数 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.2 放大器的噪声系数 2.2.2 联级放大器的噪声系数 弗里斯公式说明： 级联放大器中各级的噪声系数对总噪声系数的影响是不同的，越是前级影响越大，第一级影响最大。 在设计用于微弱信号检测的低噪声系统时，必须确保第一级的噪声系数足够小。低噪声前置放大器 因此前置放大器的器件选择和电路设计是至关重要的。 例2-4 将3个放大器串级连接起来放大微小信号，功率增益和噪声系数如下表。如何连接3个放大器才能使总噪声系数最小？ 解：放大器A作为第一级 把增益换算成倍数， KA=10倍， KB=15.849倍， KC=100倍 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.1 放大器的噪声模型 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.2 放大器的噪声特性 (1) 等效输入噪声与信源内阻的关系 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.2 放大器的噪声特性 (1) 等效输入噪声与信源内阻的关系 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.2 放大器的噪声特性 (2) 最佳信源内阻及噪声匹配 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.2 放大器的噪声特性 (2) 最佳信源内阻及噪声匹配 2 放大器的噪声源和噪声特性 2.3 放大器的噪声性能分析 2.3.2 放大器的噪声特性 (3) 最佳信源内阻及