重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院噪干

1、第第3 3章章 噪聲與干擾噪聲與干擾 3.1 概述概述3.2 噪聲的來源和特點(diǎn)噪聲的來源和特點(diǎn)3.2.1 電阻的熱噪聲電阻的熱噪聲3.2.2 二極管的噪聲二極管的噪聲3.2.3 晶體三極管的噪聲晶體三極管的噪聲3.2.4 場(chǎng)效應(yīng)管噪聲場(chǎng)效應(yīng)管噪聲3.2.5 接受天線噪聲接受天線噪聲3.3 噪聲系數(shù)計(jì)算方法噪聲系數(shù)計(jì)算方法3.3.1 噪聲系數(shù)的定義噪聲系數(shù)的定義3.3.2 信噪比與負(fù)載的關(guān)系信噪比與負(fù)載的關(guān)系3.3.3 用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)3.3.4 多級(jí)放大器噪聲系數(shù)的計(jì)算多級(jí)放大器噪聲系數(shù)的計(jì)算3.3.5 等效噪聲溫度等效噪聲溫度3.3

2、.6 晶體放大器的噪聲系數(shù)晶體放大器的噪聲系數(shù)3.3.7 噪聲系數(shù)與靈敏度噪聲系數(shù)與靈敏度3.3.8 噪聲系數(shù)的測(cè)量噪聲系數(shù)的測(cè)量3.4 降低噪聲系數(shù)的措施降低噪聲系數(shù)的措施3.5 工業(yè)干擾與天電干擾工業(yè)干擾與天電干擾3.13.1 概概 述述 噪聲是一種噪聲是一種隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)信號(hào)，其頻譜分布于整個(gè)無線電工作頻，其頻譜分布于整個(gè)無線電工作頻率范圍，因此它是影響各類收信機(jī)性能的主要因素之一。率范圍，因此它是影響各類收信機(jī)性能的主要因素之一。 干擾與噪聲的分類如下：干擾與噪聲的分類如下： 干擾一般指外部干擾，可分為干擾一般指外部干擾，可分為自然自然的和的和人為人為的干擾。的干擾。 自自然干擾有天電干

3、擾、宇宙干擾和大地干擾等。然干擾有天電干擾、宇宙干擾和大地干擾等。 人為干擾主人為干擾主要有工業(yè)干擾和無線電器的干擾。要有工業(yè)干擾和無線電器的干擾。 噪聲一般指內(nèi)部噪聲，也可以分為自然的和人為的噪聲。噪聲一般指內(nèi)部噪聲，也可以分為自然的和人為的噪聲。 本章主要討論本章主要討論自然噪聲自然噪聲，對(duì)工業(yè)干擾和天電干擾只做簡(jiǎn)略的，對(duì)工業(yè)干擾和天電干擾只做簡(jiǎn)略的說明。說明。 3.2 3.2 噪聲的來源和特點(diǎn)噪聲的來源和特點(diǎn) 理論上說，任何電子線路都有電子噪聲，但是因?yàn)橥ǔ＠碚撋险f，任何電子線路都有電子噪聲，但是因?yàn)橥ǔｋ娮釉肼暤膹?qiáng)度很弱，因此它的影響主要出現(xiàn)在有用信號(hào)比電子噪聲的強(qiáng)度很弱，因此它的影響

4、主要出現(xiàn)在有用信號(hào)比較弱的場(chǎng)合，在電子線路中，噪聲來源主要有兩方面：較弱的場(chǎng)合，在電子線路中，噪聲來源主要有兩方面： 電電阻熱噪聲和半導(dǎo)體管噪聲，兩者有許多相同的特性。阻熱噪聲和半導(dǎo)體管噪聲，兩者有許多相同的特性。 3.2.1 3.2.1 電阻的熱噪聲電阻的熱噪聲 電阻由導(dǎo)體等材料組成，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在一定的溫電阻由導(dǎo)體等材料組成，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在一定的溫度下總是處于度下總是處于“無規(guī)則無規(guī)則”的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種熱運(yùn)動(dòng)的方向的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種熱運(yùn)動(dòng)的方向和速度都是隨機(jī)的。和速度都是隨機(jī)的。 自由電子的熱騷動(dòng)在導(dǎo)體內(nèi)形成非常自由電子的熱騷動(dòng)在導(dǎo)體內(nèi)形成非常弱的電流。弱的電流。 電阻熱噪聲作為

5、一種起伏噪聲，具有極寬的頻譜，從電阻熱噪聲作為一種起伏噪聲，具有極寬的頻譜，從零零頻一直延伸到頻一直延伸到10-13Hz以上的頻率，而且它的各個(gè)頻率分量以上的頻率，而且它的各個(gè)頻率分量的強(qiáng)度是相等的。的強(qiáng)度是相等的。 這種頻譜與白色光的光譜類似，因此將這種頻譜與白色光的光譜類似，因此將具有均勻連續(xù)的噪聲叫做具有均勻連續(xù)的噪聲叫做白噪聲白噪聲，電阻的熱噪聲就是一種，電阻的熱噪聲就是一種白噪聲。白噪聲。 3.2.2 3.2.2 二極管的噪聲二極管的噪聲 晶體二極管工作狀態(tài)可分為晶體二極管工作狀態(tài)可分為正偏正偏和和反偏反偏兩種。兩種。 正偏使用時(shí)，主要是直流通過正偏使用時(shí)，主要是直流通過pn結(jié)時(shí)產(chǎn)生

6、結(jié)時(shí)產(chǎn)生散粒噪聲散粒噪聲。 反偏使用時(shí)，因反向飽和電流很小，故其產(chǎn)生的散粒噪反偏使用時(shí)，因反向飽和電流很小，故其產(chǎn)生的散粒噪聲也小，如果達(dá)到反向擊穿（如穩(wěn)壓管），又分兩種情況：聲也小，如果達(dá)到反向擊穿（如穩(wěn)壓管），又分兩種情況： 齊納擊穿二極管齊納擊穿二極管主要是散粒噪聲，個(gè)別的有主要是散粒噪聲，個(gè)別的有1/f噪聲噪聲(閃爍噪閃爍噪聲聲)。 雪崩擊穿二極管的噪聲較大，除有散粒噪聲，還有多雪崩擊穿二極管的噪聲較大，除有散粒噪聲，還有多態(tài)噪聲，即其噪聲電壓在兩個(gè)或兩個(gè)以上不同電平上進(jìn)行隨態(tài)噪聲，即其噪聲電壓在兩個(gè)或兩個(gè)以上不同電平上進(jìn)行隨機(jī)轉(zhuǎn)換，不同電平可能相差若干個(gè)毫伏。機(jī)轉(zhuǎn)換，不同電平可能相差

7、若干個(gè)毫伏。 這種多電平工作這種多電平工作是由于結(jié)片內(nèi)雜質(zhì)缺陷和結(jié)寬的變化所引起。是由于結(jié)片內(nèi)雜質(zhì)缺陷和結(jié)寬的變化所引起。 硅二極管工作電壓在硅二極管工作電壓在4V以下是齊納二極管，以下是齊納二極管，7V以上的是以上的是雪崩二極管，雪崩二極管，4V7V之間兩種二極管都有。之間兩種二極管都有。 為了低噪聲使為了低噪聲使用，最好選用低壓齊納二極管。用，最好選用低壓齊納二極管。 3.2.3 3.2.3 晶體三極管的噪聲晶體三極管的噪聲 晶體三極管的噪聲是設(shè)備內(nèi)部固有噪聲的另一個(gè)重要來晶體三極管的噪聲是設(shè)備內(nèi)部固有噪聲的另一個(gè)重要來源。源。 一般說來，在一個(gè)放大電路中，晶體三極管的噪聲往一般說來，在一

8、個(gè)放大電路中，晶體三極管的噪聲往往比電阻熱噪聲強(qiáng)得多，在晶體三極管中，除了其中某些往比電阻熱噪聲強(qiáng)得多，在晶體三極管中，除了其中某些分布，如基極電阻分布，如基極電阻rbb會(huì)產(chǎn)生熱噪聲外，還有以下幾種噪聲會(huì)產(chǎn)生熱噪聲外，還有以下幾種噪聲來源。來源。1.散彈（粒）噪聲散彈（粒）噪聲 在晶體管的在晶體管的pn結(jié)中（包括二極管的結(jié)中（包括二極管的pn結(jié)），每個(gè)載流子結(jié)），每個(gè)載流子都是隨機(jī)地通過都是隨機(jī)地通過pn結(jié)的（包括隨機(jī)注入、隨機(jī)復(fù)合）。結(jié)的（包括隨機(jī)注入、隨機(jī)復(fù)合）。 大大量載流子流過結(jié)時(shí)的平均值（單位時(shí)間內(nèi)平均）決定了它的量載流子流過結(jié)時(shí)的平均值（單位時(shí)間內(nèi)平均）決定了它的直流電流直流電流I

9、0，因此真實(shí)的結(jié)電流是圍繞，因此真實(shí)的結(jié)電流是圍繞I0起伏的。起伏的。 這種由于這種由于載流子隨機(jī)起伏流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲稱為載流子隨機(jī)起伏流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲稱為散彈噪聲散彈噪聲，或，或散粒噪聲散粒噪聲。 因?yàn)樯椩肼暫碗娮锜嵩肼暥际前自肼?，前面關(guān)于熱噪因?yàn)樯椩肼暫碗娮锜嵩肼暥际前自肼?，前面關(guān)于熱噪聲通過線性系統(tǒng)的分析對(duì)散彈噪聲也完全適用。聲通過線性系統(tǒng)的分析對(duì)散彈噪聲也完全適用。 這包括均這包括均方相加的原則，通過四端網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算以及等效噪聲帶寬等。方相加的原則，通過四端網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算以及等效噪聲帶寬等。 晶體管中有發(fā)射結(jié)和集電結(jié)，因?yàn)榘l(fā)射結(jié)工作于正偏，晶體管中有發(fā)射結(jié)和集電結(jié)，因?yàn)榘l(fā)射結(jié)工作于正偏，結(jié)電

10、流大。結(jié)電流大。 而集電結(jié)工作于反偏，除了基極來的傳輸電流而集電結(jié)工作于反偏，除了基極來的傳輸電流外，只有反向飽和電流（它也產(chǎn)生散彈噪聲）。外，只有反向飽和電流（它也產(chǎn)生散彈噪聲）。 因此發(fā)射因此發(fā)射結(jié)的散彈噪聲起主要作用，而集電結(jié)的噪聲可以忽略。結(jié)的散彈噪聲起主要作用，而集電結(jié)的噪聲可以忽略。 晶體管中通過發(fā)射結(jié)的少數(shù)載流子，大部分由集電極收集，晶體管中通過發(fā)射結(jié)的少數(shù)載流子，大部分由集電極收集，形成集電極電流，少數(shù)部分載流子被基極流入的多數(shù)載流子形成集電極電流，少數(shù)部分載流子被基極流入的多數(shù)載流子復(fù)合，產(chǎn)生基極電流。復(fù)合，產(chǎn)生基極電流。 由于基極中載流子的復(fù)合也具有隨機(jī)由于基極中載流子的復(fù)

11、合也具有隨機(jī)性，即單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合的載流子數(shù)目是起伏變化的。性，即單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合的載流子數(shù)目是起伏變化的。 晶體管晶體管的電流放大系數(shù)的電流放大系數(shù)、只是反映平均意義上的分配比。只是反映平均意義上的分配比。 這種因這種因分配比起伏變化而產(chǎn)生的集電極電流、基極電流起伏噪聲，分配比起伏變化而產(chǎn)生的集電極電流、基極電流起伏噪聲，稱為晶體管的分配噪聲。稱為晶體管的分配噪聲。 分配噪聲本質(zhì)上也是白噪聲，但由于渡越時(shí)間的影響，分配噪聲本質(zhì)上也是白噪聲，但由于渡越時(shí)間的影響，響當(dāng)三極管的工作頻率高到一定值后，這類噪聲的功率譜密響當(dāng)三極管的工作頻率高到一定值后，這類噪聲的功率譜密度將隨頻率的增加而迅速增大。度將

12、隨頻率的增加而迅速增大。 2. 分配噪聲分配噪聲3. 閃爍噪聲閃爍噪聲 由于半導(dǎo)體材料及制造工藝水平造成表面清潔處理不好由于半導(dǎo)體材料及制造工藝水平造成表面清潔處理不好而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。 它與半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子它與半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子的復(fù)合有關(guān)，表現(xiàn)為發(fā)射極電流的起伏，其電流噪聲譜密度的復(fù)合有關(guān)，表現(xiàn)為發(fā)射極電流的起伏，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱與頻率近似成反比，又稱1/f噪聲噪聲。 因此，它主要在低頻因此，它主要在低頻（如幾千赫茲以下）范圍起主要作用。（如幾千赫茲以下）范圍起主要作用。 這種噪聲也存在于這種噪聲也存在于其他電子器件中，某些實(shí)際電

13、阻器就有這種噪聲。其他電子器件中，某些實(shí)際電阻器就有這種噪聲。 晶體管晶體管在高頻應(yīng)用時(shí)，除非考慮它的調(diào)幅、調(diào)相作用，這種噪聲的在高頻應(yīng)用時(shí)，除非考慮它的調(diào)幅、調(diào)相作用，這種噪聲的影響也可以忽略。影響也可以忽略。 3.2.4 3.2.4 場(chǎng)效應(yīng)管噪聲場(chǎng)效應(yīng)管噪聲 在場(chǎng)效應(yīng)管中，由于其工作原理不是靠少數(shù)載流子的運(yùn)在場(chǎng)效應(yīng)管中，由于其工作原理不是靠少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)，因而散彈噪聲的影響很小。動(dòng)，因而散彈噪聲的影響很小。 場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲有以下幾場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲有以下幾個(gè)方面的來源：個(gè)方面的來源： 溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲，溝道熱噪聲通過溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲，溝道熱噪聲通過溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感

14、應(yīng)噪聲，閃爍噪聲。溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應(yīng)噪聲，閃爍噪聲。 必須指出，前面討論的晶體管中的噪聲，在實(shí)際放大器必須指出，前面討論的晶體管中的噪聲，在實(shí)際放大器中將同時(shí)起作用并參與放大。中將同時(shí)起作用并參與放大。 有關(guān)晶體管的噪聲模型和晶有關(guān)晶體管的噪聲模型和晶體管放大器的噪聲比較復(fù)雜，這里就不討論了。體管放大器的噪聲比較復(fù)雜，這里就不討論了。 3.2.5 3.2.5 接收天線噪聲接收天線噪聲 接收天線端口呈現(xiàn)噪聲有兩個(gè)來源：接收天線端口呈現(xiàn)噪聲有兩個(gè)來源： 第一是歐姆電阻產(chǎn)第一是歐姆電阻產(chǎn)生的噪聲（通常可以忽略）；第二是接收外來噪聲能量，其生的噪聲（通?？梢院雎裕?；第二是接收外來噪

15、聲能量，其一是接收周圍介質(zhì)輻射的噪聲能量，其二是宇宙輻射干擾也一是接收周圍介質(zhì)輻射的噪聲能量，其二是宇宙輻射干擾也會(huì)被天線接收。會(huì)被天線接收。 因此，天線噪聲是與其周圍的介質(zhì)溫度、天線的指向及因此，天線噪聲是與其周圍的介質(zhì)溫度、天線的指向及頻率有關(guān)的物理量。頻率有關(guān)的物理量。 為了工程的方便，統(tǒng)一規(guī)定用天線的為了工程的方便，統(tǒng)一規(guī)定用天線的輻射電阻輻射電阻RA（是計(jì)算天線輻射功率大小的一個(gè)重要參量，（是計(jì)算天線輻射功率大小的一個(gè)重要參量，不是天線的歐姆電阻）在溫度不是天線的歐姆電阻）在溫度TA產(chǎn)生熱噪聲來表示天線的產(chǎn)生熱噪聲來表示天線的噪聲性能。噪聲性能。 TA稱為天線的有效噪聲溫度。稱為天線

16、的有效噪聲溫度。 研究噪聲的目的在于如何減少它對(duì)信號(hào)的影響。研究噪聲的目的在于如何減少它對(duì)信號(hào)的影響。 因此，因此，離開信號(hào)談噪聲是無意義的。離開信號(hào)談噪聲是無意義的。 從噪聲對(duì)信號(hào)影響的效果看，不在于噪聲電平絕對(duì)值的從噪聲對(duì)信號(hào)影響的效果看，不在于噪聲電平絕對(duì)值的大小，而在于信號(hào)功率與噪聲功率的相對(duì)值，大小，而在于信號(hào)功率與噪聲功率的相對(duì)值，即信噪比，記即信噪比，記為為SN（信號(hào)功率與噪聲功率比）（信號(hào)功率與噪聲功率比）。 即便噪聲電平絕對(duì)值即便噪聲電平絕對(duì)值很高，但只要信噪比達(dá)到一定要求，噪聲影響就可以忽略。很高，但只要信噪比達(dá)到一定要求，噪聲影響就可以忽略。 否則即便噪聲絕對(duì)電平低，由于

17、信號(hào)電平更低，即信噪比低否則即便噪聲絕對(duì)電平低，由于信號(hào)電平更低，即信噪比低于于1，則信號(hào)仍然會(huì)淹沒在噪聲中而無法辨別。，則信號(hào)仍然會(huì)淹沒在噪聲中而無法辨別。 因此信噪比因此信噪比是描述信號(hào)抗噪聲質(zhì)量的一個(gè)物理量。是描述信號(hào)抗噪聲質(zhì)量的一個(gè)物理量。 3.33.3 噪聲系數(shù)計(jì)算方法噪聲系數(shù)計(jì)算方法3.3.1 3.3.1 噪聲系數(shù)的定義噪聲系數(shù)的定義噪聲系數(shù)可由下式表示噪聲系數(shù)可由下式表示 輸出端信噪比輸入端信噪比FNnooniioiFPPPPNSNSN/)/()/(nooniidBFPPPPN/lg10)( 設(shè)設(shè)Pi為信號(hào)源的輸入信號(hào)功率，為信號(hào)源的輸入信號(hào)功率，Pni為信號(hào)源內(nèi)阻為信號(hào)源內(nèi)阻R

18、S產(chǎn)生的產(chǎn)生的噪聲功率，噪聲功率，Po和和Pno分別為信號(hào)和信號(hào)源內(nèi)阻在負(fù)載上所產(chǎn)生分別為信號(hào)和信號(hào)源內(nèi)阻在負(fù)載上所產(chǎn)生的輸出功率和輸出噪聲功率。的輸出功率和輸出噪聲功率。 圖圖3.4描述放大器噪聲系數(shù)的等效圖描述放大器噪聲系數(shù)的等效圖要描述放大系統(tǒng)的固有噪聲的大小，就要用噪聲系數(shù)，要描述放大系統(tǒng)的固有噪聲的大小，就要用噪聲系數(shù)，其定義為其定義為3.3.2 3.3.2 信噪比與負(fù)載的關(guān)系信噪比與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為RS，信號(hào)源的電壓為，信號(hào)源的電壓為US（有效值），（有效值），當(dāng)它與負(fù)載電阻當(dāng)它與負(fù)載電阻RL相接時(shí)，在負(fù)載電阻相接時(shí)，在負(fù)載電阻RL上的信噪比計(jì)上的信噪比計(jì)

19、算如下：算如下：信號(hào)源在信號(hào)源在RL上的功率上的功率 LLssoRRRUP2信號(hào)源內(nèi)阻噪聲在信號(hào)源內(nèi)阻噪聲在RL上的功率上的功率 在負(fù)載兩端的信噪比結(jié)論：在負(fù)載兩端的信噪比結(jié)論： 信號(hào)源與任何負(fù)載相接本不信號(hào)源與任何負(fù)載相接本不影響其輸入端信噪比，即無論負(fù)載為何值，其信噪比都不影響其輸入端信噪比，即無論負(fù)載為何值，其信噪比都不變，其值為負(fù)載開路時(shí)的信號(hào)電壓平方與噪聲電壓均方值變，其值為負(fù)載開路時(shí)的信號(hào)電壓平方與噪聲電壓均方值之比。之比。 22)(LsnnoRRuP在負(fù)載兩端的信噪比在負(fù)載兩端的信噪比22nsnooouUPPNS3.3.3 3.3.3 用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)用額定

20、功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)放大器輸入信號(hào)源電路如圖放大器輸入信號(hào)源電路如圖3.5所示。所示。 任何信號(hào)源加上負(fù)任何信號(hào)源加上負(fù)載后，其信噪比與負(fù)載大小無關(guān)，信噪比均為信號(hào)均方電載后，其信噪比與負(fù)載大小無關(guān)，信噪比均為信號(hào)均方電壓（或電流）與噪聲均方電壓（或電流）之比。壓（或電流）與噪聲均方電壓（或電流）之比。放大器的噪聲系數(shù)放大器的噪聲系數(shù)NF為為anipaanoanoaoaniaiFPGPPPPPN/輸出端額定功率信噪比輸入端額定功率信噪比 Pai和和Pao分別為放大器的輸入和輸出額定信號(hào)功率，分別為放大器的輸入和輸出額定信號(hào)功率，Pani和和Pano分別為放大的輸入和輸出額定噪聲功率

21、，分別為放大的輸入和輸出額定噪聲功率，Gpa為為放大器的額定功率增益。放大器的額定功率增益。以額定功率表示的噪聲系數(shù)以額定功率表示的噪聲系數(shù)3.3.4 3.3.4 多級(jí)放大器噪聲系數(shù)的計(jì)算多級(jí)放大器噪聲系數(shù)的計(jì)算)1(21321421312111111 npapapaFnpapapaFpapaFpaFFnFGGGNGGGNGGNGNNN多級(jí)放大器噪聲系數(shù)計(jì)算等效圖多級(jí)放大器噪聲系數(shù)計(jì)算等效圖多級(jí)放大器的總噪聲系數(shù)計(jì)算公式為：多級(jí)放大器的總噪聲系數(shù)計(jì)算公式為：3.3.5 3.3.5 等效噪聲溫度等效噪聲溫度 在某些通信設(shè)備中，用等效噪聲溫度在某些通信設(shè)備中，用等效噪聲溫度Te表示更方便更表示更方

22、便更直接。直接。 熱噪聲功率與熱力學(xué)溫度成正比，所以可以用等效熱噪聲功率與熱力學(xué)溫度成正比，所以可以用等效噪聲溫度來代表設(shè)備噪聲大小。噪聲溫度來代表設(shè)備噪聲大小。 噪聲溫度可定義為：噪聲溫度可定義為： 把把放大器本身產(chǎn)生的熱噪聲折算到放大器輸入端時(shí)，使噪聲放大器本身產(chǎn)生的熱噪聲折算到放大器輸入端時(shí)，使噪聲源電阻所升高的溫度，稱為等效噪聲溫度源電阻所升高的溫度，稱為等效噪聲溫度Te。 )1(21213121 nppapaenpapaepaeeeGGGTGGTGTTT多級(jí)放大器的等效噪聲溫度為：多級(jí)放大器的等效噪聲溫度為：3.3.6 3.3.6 晶體管放大器的噪聲系數(shù)晶體管放大器的噪聲系數(shù) 根據(jù)圖

23、根據(jù)圖3.7所示的共基極放大器噪聲中求得各噪聲源在放大所示的共基極放大器噪聲中求得各噪聲源在放大器輸出端所產(chǎn)生的噪聲電壓均方值總和，然后根據(jù)噪聲系器輸出端所產(chǎn)生的噪聲電壓均方值總和，然后根據(jù)噪聲系數(shù)的定義，可得到放大器的噪聲系數(shù)的計(jì)算公式數(shù)的定義，可得到放大器的噪聲系數(shù)的計(jì)算公式共基極放大器噪聲等效電路共基極放大器噪聲等效電路20200212)(21ffIIraRrrRRrRrNecesebbssesbbF3.3.7 3.3.7 噪聲系數(shù)與靈敏度噪聲系數(shù)與靈敏度 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來衡量部件是用來衡量部件(如放大器如放大器)和系統(tǒng)和系統(tǒng)(如接收機(jī)如接收機(jī))噪聲性能的。噪聲性能的。 而噪聲性能

24、的好壞，又決定了輸出端的信號(hào)而噪聲性能的好壞，又決定了輸出端的信號(hào)噪聲功率比噪聲功率比(當(dāng)信號(hào)一定時(shí)當(dāng)信號(hào)一定時(shí))。 同時(shí)，當(dāng)要求一定的輸出信同時(shí)，當(dāng)要求一定的輸出信噪比時(shí)，它又決定了輸入端必需的信號(hào)功率，也就是說決噪比時(shí)，它又決定了輸入端必需的信號(hào)功率，也就是說決定放大或接收微弱信號(hào)的能力。定放大或接收微弱信號(hào)的能力。 對(duì)于接收機(jī)來說，接收微弱信號(hào)的能力，可以用一重對(duì)于接收機(jī)來說，接收微弱信號(hào)的能力，可以用一重要指標(biāo)要指標(biāo)靈敏度來衡量。靈敏度來衡量。 所謂所謂靈敏度靈敏度就是保持接收機(jī)輸就是保持接收機(jī)輸出端信噪比一定時(shí)，接收機(jī)輸入的最小電壓或功率出端信噪比一定時(shí)，接收機(jī)輸入的最小電壓或功率(

25、設(shè)接收設(shè)接收機(jī)有足夠的增益機(jī)有足夠的增益)。 雖然線性電路雖然線性電路(如晶體管放大器如晶體管放大器)有噪聲模型，但是用計(jì)算有噪聲模型，但是用計(jì)算方法決定噪聲系數(shù)是有一定困難方法決定噪聲系數(shù)是有一定困難(如模型中的一些參數(shù)很難準(zhǔn)如模型中的一些參數(shù)很難準(zhǔn)確得到確得到)的，因此常用測(cè)量的方法來確定一個(gè)電路和系統(tǒng)的噪的，因此常用測(cè)量的方法來確定一個(gè)電路和系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。聲系數(shù)。 隨著頻率范圍、隨著頻率范圍、 采用儀器或要求精度不同，有多采用儀器或要求精度不同，有多種測(cè)量噪聲系數(shù)的方法。種測(cè)量噪聲系數(shù)的方法。1. 用噪聲信號(hào)源的測(cè)量方法用噪聲信號(hào)源的測(cè)量方法下圖是一測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成。下圖是一測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)

26、成。噪聲噪聲信號(hào)源信號(hào)源特測(cè)特測(cè)放大器放大器輔助輔助放大器放大器均方均方電壓表電壓表3.3.8 3.3.8 噪聲系數(shù)的測(cè)量噪聲系數(shù)的測(cè)量2. 無噪聲源的測(cè)量方法無噪聲源的測(cè)量方法 當(dāng)無合適的噪聲信號(hào)源，而又要測(cè)量部件或系統(tǒng)的噪當(dāng)無合適的噪聲信號(hào)源，而又要測(cè)量部件或系統(tǒng)的噪聲系數(shù)時(shí)，可以采用間接的方法，與上圖類似，將噪聲信聲系數(shù)時(shí)，可以采用間接的方法，與上圖類似，將噪聲信號(hào)源換成一高頻信號(hào)源即可。號(hào)源換成一高頻信號(hào)源即可。 測(cè)量的方法如下：設(shè)信號(hào)源的內(nèi)阻為測(cè)量的方法如下：設(shè)信號(hào)源的內(nèi)阻為RS，并與系統(tǒng)匹，并與系統(tǒng)匹配。配。 首先，關(guān)斷信號(hào)源（保留源電阻），在系統(tǒng)的輸出端首先，關(guān)斷信號(hào)源（保留源電

27、阻），在系統(tǒng)的輸出端測(cè)出噪聲功率值或電壓均方根值。測(cè)出噪聲功率值或電壓均方根值。 然后，加正弦信號(hào)，使然后，加正弦信號(hào)，使輸出電壓遠(yuǎn)大于噪聲電壓值，測(cè)出中心頻率的電壓增益或輸出電壓遠(yuǎn)大于噪聲電壓值，測(cè)出中心頻率的電壓增益或功率增益，再改變信號(hào)源頻率重復(fù)上述測(cè)量。功率增益，再改變信號(hào)源頻率重復(fù)上述測(cè)量。3.4 3.4 降低噪聲系數(shù)的措施降低噪聲系數(shù)的措施 根據(jù)上面所討論的結(jié)果，有根據(jù)上面所討論的結(jié)果，有3種經(jīng)常采用的減小噪聲系數(shù)種經(jīng)常采用的減小噪聲系數(shù)的措施。的措施。1. 選用低噪聲器件和元件選用低噪聲器件和元件2. 正確選擇晶體管放大級(jí)的直流工作點(diǎn)正確選擇晶體管放大級(jí)的直流工作點(diǎn)3.選擇合適的

28、信號(hào)源內(nèi)阻選擇合適的信號(hào)源內(nèi)阻3.5 3.5 工業(yè)干擾與天電干擾工業(yè)干擾與天電干擾1. 工業(yè)干擾工業(yè)干擾 工業(yè)干擾是由各種電氣裝置中發(fā)生的電流（或電壓）急工業(yè)干擾是由各種電氣裝置中發(fā)生的電流（或電壓）急劇變化所形成的電磁輻射，并作用在接收機(jī)天線上所產(chǎn)生劇變化所形成的電磁輻射，并作用在接收機(jī)天線上所產(chǎn)生的的 工業(yè)干擾的強(qiáng)弱取決于產(chǎn)生干擾的電氣設(shè)備的多少、性工業(yè)干擾的強(qiáng)弱取決于產(chǎn)生干擾的電氣設(shè)備的多少、性質(zhì)及分布情況。質(zhì)及分布情況。 工業(yè)干擾沿電力線傳播比它在相同距離的直接輻射強(qiáng)度工業(yè)干擾沿電力線傳播比它在相同距離的直接輻射強(qiáng)度大得多。大得多。 從工業(yè)干擾的性質(zhì)來看，大都屬于脈沖干擾。從工業(yè)干擾的性質(zhì)來看，大都屬于脈沖干擾。 為了克服工業(yè)干擾，最好在產(chǎn)生干擾的地方進(jìn)行抑制。為了克服工業(yè)干擾，最好在產(chǎn)生干擾的地方進(jìn)行抑制。 2. 天電干擾天電干擾 自然界的雷電現(xiàn)象是天電干擾的主要來源，除此以外，自然界的雷電現(xiàn)象是天電干擾的主要來源，除此以外，帶電的雨雪和灰塵的運(yùn)動(dòng)，以及它們對(duì)天線的沖擊都可能引帶電的雨雪和灰塵的運(yùn)動(dòng)，以及它們對(duì)天線的沖擊都可能引起天電干擾。起天電干擾。本本 章章 小