第2章电路的噪声.pptVIP

根据噪声系数的定义,分子和分母都是同一端点上的功率比,因此将实际功率改为额定功率,并不改变噪声系数的定义,则（2—72）因为Nmi=kTB,Nmo=KPmNmi+Nmn,,所以（2—73）第30页，共44页，星期日，2025年，2月5日式中,Psmi和Psmo分别为输入和输出的信号额定功率;Nmi和Nmo分别为输入和输出的噪声额定功率;Nmn为网络内部的最大输出噪声功率。也可以等效到输入端,有（2—74）式中,Nmoi=Nmo/KPm是网络额定输出噪声功率等效到输入端的数值。(2—75)第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日第2章高频电路基础第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日2.6.1电阻热噪声电阻热噪声是由于电阻内部自由电子的热运动产生的。在运动中自由电子经常相互碰撞,因而其运动速度的大小和方向都是不规则的。温度越高,运动越剧烈。只有当温度下降到绝对零度时,运动才会停止。自由电子这种热运动在导体内形成非常微弱的电流,这种电流呈杂乱起伏的状态,称为起伏噪声电流。起伏噪声电流流过电阻本身就会在其两端产生起伏噪声电压。由于起伏噪声电压的变化是不规则的,其瞬时振幅和瞬时相位是随机的,所以无法计算其瞬时值。起伏噪声电压的平均值为零,噪声电压正是不规则地偏离此平均值而起伏变化。第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日但是,起伏噪声的均方值是确定的,可以用功率计测量出来。实验发现,在整个无线电频段内,当温度一定时,单位电阻上所消耗的平均功率在单位频带内几乎是一个常数,即其功率频谱密度是一个常数。对照白光内包含了所有可见光波长这一现象,人们把这种在整个无线电频段内具有均匀频谱的起伏噪声称为白噪声。第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日（2-49）（2—50）第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日图2—31电阻热噪声等效电路（2—51）（2—52）阻值为Ｒ的电阻产生的噪声电流功率频谱密度和噪声电压功率频谱密度分别为：第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日2)线性电路中的热噪声（2—53）(2—54)图2—32热噪声通过线路电路的模型第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日图2——33并联回路的热噪声(2—54)第7页，共44页，星期日，2025年，2月5日并联回路可以等效为Re+jXe（图2—33（c））,现在看上述输出噪声谱密度与Re、Xe的关系。展开化简后得与式(2—55)对比,可得(2—55)(2—56)第8页，共44页，星期日，2025年，2月5日根据式(2—55)与式(2—56)可以求出输出端的均方噪声电压为第9页，共44页，星期日，2025年，2月5日3)噪声带宽图2—32是一线性系统,其电压传输函数为H(jω)。设输入一电阻热噪声,均方电压谱为SUi=4kTR,输出均方电压谱为SUo,则输出均方电压E2n2为设|H(jω)|的最大值为H0,则可定义一等效噪声带宽Bn,令（2—57）则等效噪声带宽Bn为（2—58）第10页，共44页，星期日，2025年，2月5日第11页，共44页，星期日，2025年，2月5日图2—33的单振荡回路为例,计算其等效噪声带宽。设回路为高Q电路,设谐振频率为f0，由前面分析,再考虑到高Q条件,此回路的|H(jω)|2可近似为式中,Δf为相对于f0的频偏,由此可得等效噪声带宽为第12页，共44页，星期日，2025年，2月5日2.2.2晶体管噪声晶体管噪声主要包括以下四部分。１热噪声构成晶体管的发射区、基区、集电区的体电阻和引线电阻均会产生热噪声,其中以基区体电阻rbb′的影响为主。２散弹噪声散弹噪声是晶体管的主要噪声源。它是由单位时间内通过ＰＮ结的载流子数目随机起伏而造成的。人们将这种现象比拟为靶场上大量射击时弹着点对靶中心的