通信电路(第四版)第1章基础知识.ppt

由式（1.3.20）可写出 ＰnAn1＝(ＮＦ1－１)·ＧPA1kＴ0·ＢＷ ＰnAn2＝(ＮＦ2－１)·ＧPA2kＴ0·ＢＷ (1.3.22) (1.3.23) 将式（1.3.１７）、 （1.3.２２）、 （1.3.２３）代入式（1.3.２１）中, 然后再将式（1.3.１７）和（1.3.21）代入式（1.3.１６）中, 其中GPA=GPA1·GPA2, 最后可求得两级放大器总噪声系数为 (1.3.24) 对于n级放大器, 将其前n-1级看成是第一级, 第n级看成是第二级, 利用式(1.3.24)可推导出ｎ级放大器总的噪声系数为 (1.3.25) 可见, 在多级放大器中, 各级噪声系数对总噪声系数的影响是不同的, 前级的影响比后级的影响大, 且总噪声系数还与各级的额定功率增益有关。 所以, 为了减小多级放大器的噪声系数, 必须降低前级放大器（尤其是第一级）的噪声系数, 而且增大前级放大器（尤其是第一级）的额定功率增益。 ５. 无源四端网络的噪声系数 无源四端网络内部不含有源器件, 但总会含有耗能电阻, 所以从噪声角度来说, 可以等效为一个电阻网络。根据式（1.3.１０）, 电阻的噪声额定功率与阻值无关, 均为k·T·BW, 因此无源四端网络的输入噪声额定功率ＰnAi和输出噪声额定功率ＰnAo相同, 均为k·Ｔ·ＢＷ,将其代入式（1.3.16），可知无源四端网络噪声系数为 (1.3.26) 【例1.7】 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ＧPA2＝０.２, 噪声系数ＮＦ2＝１０ｄＢ, 中放噪声系数ＮＦ3＝６ｄＢ, 高放噪声系数ＮＦ1＝３ｄＢ。 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ＧPA1应为多少？ 解: 先将噪声系数分贝数进行转换。３ｄＢ、10ｄＢ、 ６ ｄＢ分别对应为２、10、４。 因为未加高放时接收机噪声系数为 所以, 加高放后接收机噪声系数应为 又 因此 由例1.7可以看到, 加入一级高放后使整个接收机噪声系数大幅度下降, 其原因在于整个接收机的噪声系数并非只是各级噪声系数的简单叠加, 而是各有一个不同的加权系数, 这从式（1．3．25）很容易看出。 未加高放前, 原作为第一级的混频器噪声系数较大, 额定功率增益小于１； 而加入后的第一级高放噪声系数小, 额定功率增益大。 由此可见, 第一级采用低噪声高增益电路是极其重要的。 1.3.6 等效输入噪声温度 除了噪声系数之外, 等效输入噪声温度Ｔe（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。 噪声温度Ｔe 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Ｒs在温度Ｔe时所产生的热噪声, 这样,Ｒs的温度则变为Ｔ0＋Ｔe, 这种等效关系如图1.3.3 所示。 图1.3.3 噪声温度与噪声系数的等效关系 由图1.3.2（ａ）并根据式(1.3.17)、（1.3.18）和式(1.3.20)可以写出 PnAo=PnAiGPA+PnAn=kT0·BW·GPA·NF (1.3.27) 由图1.3.3（b）可写出 ＰnAo＝k(Ｔ0＋Ｔe)·ＢＷ·ＧPA (1.3.28) 对比式（1.3.27）和式（1.3.28）可得到Ｔe与ＮＦ的关系式为 可见, Ｔe值越大, 表示四端网络的噪声性能越差，理想四端网络的Ｔe为零。 噪声温度Ｔe常用在低噪声接收系统中, 其特点是把噪声系数的尺度放大了, 便于比较。 如某卫星电视接收机中高频头（由低噪声高频放大器、混频器、本机振荡器和中频放大器组成）有三种型号, 其噪声温度分别为２５Ｋ、２８ Ｋ和３０Ｋ, 对应的噪声系数分别为１.0862、 １.0966和１.1034。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。 1.3.7 接收灵敏度 接收灵敏度是指接收机正常工作时，输入端所必须得到的最小信号电压或功率。显然，灵敏度越高，能够接收到的信号越微弱。 设灵敏度电压为EA，接收天线等效电阻为RA，参照式（1. 3.9）和式（1.3.10），则接收机输入端额定信噪比为 若正常工作时接收机输出额定信噪比D=Pso/Pno，则有 所以 一般情况下，取D=1。 由式（1.3.30）定义的灵敏度主要取决于接收机内部噪声NF的大小。NF越小，则EA越小，灵敏度越高。超外差式接收机的灵敏度一般在0.1～1 μV之间。 （1.3.3