第三章 高頻放大器

1、3.1 引言引言3.2 晶體管的高頻小信號(hào)等效電路和參數(shù)晶體管的高頻小信號(hào)等效電路和參數(shù)3.3 高頻小信號(hào)寬帶放大器高頻小信號(hào)寬帶放大器3.4 放大器的噪聲放大器的噪聲模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路2(1)發(fā)射機(jī)中的高頻發(fā)射機(jī)中的高頻(大信號(hào)大信號(hào))放大器放大器l 中間各級(jí)的中間各級(jí)的寬帶功率放大器寬帶功率放大器。工作于。工作于甲類(lèi)甲類(lèi)或或甲乙類(lèi)甲乙類(lèi)狀態(tài)。狀態(tài)。（負(fù)載通常為選頻回路）（負(fù)載通常為選頻回路）l 末級(jí)功放末級(jí)功放，工作于工作于丙類(lèi)丙類(lèi)狀態(tài)。（狀態(tài)。（大信號(hào)非線性電路大信號(hào)非線性電路）3.1引言引言振蕩器振蕩器

2、倍頻器倍頻器緩沖器緩沖器放大器放大器調(diào)制器調(diào)制器功率功率放大器放大器低頻功低頻功率放大率放大低頻低頻放大器放大器信號(hào)源信號(hào)源模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路3(2)接收機(jī)中的高頻（小信號(hào)）放大器接收機(jī)中的高頻（小信號(hào)）放大器 射頻前端射頻前端(RF Front-end)電路電路：輸入回路、輸入回路、高頻放大高頻放大、本地振蕩器、混頻器、本地振蕩器、混頻器、中頻放大中頻放大。 高頻放大和中頻放大是高頻小信號(hào)放大器高頻放大和中頻放大是高頻小信號(hào)放大器。l具有低通傳輸特性的負(fù)反饋控制系統(tǒng)（自動(dòng)增益控制具有低通傳輸特性的負(fù)反饋控制系

3、統(tǒng)（自動(dòng)增益控制AGC）。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路4(3)高頻小信號(hào)放大器的要求高頻小信號(hào)放大器的要求 工作頻率高。工作頻率高。目前廣泛使用的目前廣泛使用的GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的手機(jī)中，為手機(jī)中，為900MHz和和1800MHz（ 1900MHz ） 負(fù)載是諧振回路和負(fù)載是諧振回路和聲表面波聲表面波濾波器等。濾波器等。例：窄帶放大器例：窄帶放大器 sVsR0CCCVLRCeReC0C1bR2bRM模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路

4、5sVbCCCVeR1C1bR2bRcR主主中中放放2CcL聲表面波聲表面波濾波器（濾波器（SAW）匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)Rs例：寬帶放大器例：寬帶放大器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路6 增益夠大增益夠大，多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)工作穩(wěn)定性好。，多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)工作穩(wěn)定性好。 通頻帶夠?qū)捦l帶夠?qū)?。因此，引出增益帶寬乘積。因此，引出增益帶寬乘積GBP作為衡作為衡量寬帶放大器的質(zhì)量指標(biāo)。量寬帶放大器的質(zhì)量指標(biāo)。 輸出信號(hào)幅度保持穩(wěn)定輸出信號(hào)幅度保持穩(wěn)定。用自動(dòng)增益控制（。用自動(dòng)增益控制（AGC）電路。電路。 低噪聲低噪聲。目錄目錄模 擬 電 子 線

5、路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路7(1)高頻小信號(hào)放大器的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題高頻小信號(hào)放大器的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題cbCTf 選用好器件。選用特征頻率選用好器件。選用特征頻率 高和高和 小的晶體管。小的晶體管。采用頻帶較寬的電路。采用頻帶較寬的電路。 例如共基極放大電路，共發(fā)例如共基極放大電路，共發(fā)-共基放大電路。共基放大電路。在線路上可以采用在線路上可以采用負(fù)反饋負(fù)反饋的方法。的方法。根據(jù)系統(tǒng)傳輸函數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的原理，進(jìn)行展寬根據(jù)系統(tǒng)傳輸函數(shù)零點(diǎn)、極點(diǎn)的原理，進(jìn)行展寬頻帶的設(shè)計(jì)。頻帶的設(shè)計(jì)。3.2晶體管的高頻小信號(hào)等效電路和參數(shù)晶體管的高頻小信號(hào)等效電路和參數(shù)模

6、擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路8EebIr/260 基極體電阻基極體電阻 ：在共基電路，會(huì)引起高頻負(fù)反饋。在共基電路，會(huì)引起高頻負(fù)反饋。bbr 集電結(jié)勢(shì)壘電容集電結(jié)勢(shì)壘電容 ：共發(fā)電路存在密勒效應(yīng)（共發(fā)電路存在密勒效應(yīng)（ 忽略）。忽略）。cbCcbr 發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容 ，發(fā)射結(jié)電阻，發(fā)射結(jié)電阻 ebC希望希望 和和 盡量小。盡量小。cbCbbr y y參數(shù)等效電路，將晶體管等效為有源四端網(wǎng)路，用網(wǎng)參數(shù)等效電路，將晶體管等效為有源四端網(wǎng)路，用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)組成等效電路絡(luò)參數(shù)組成等效電路( (P100)P100)。（。（實(shí)際

7、中較便于測(cè)量和計(jì)算）實(shí)際中較便于測(cè)量和計(jì)算）模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路9(3)雙極型晶體管的高頻參數(shù)雙極型晶體管的高頻參數(shù)（1） 的截止頻率的截止頻率 f 共發(fā)電路的電流放大系數(shù)共發(fā)電路的電流放大系數(shù) 值下降至低頻值值下降至低頻值 的的 時(shí)時(shí)的頻率稱為的頻率稱為 截止頻率，用截止頻率，用 表示。表示。021f 12()b eb eb cfrCC 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路10 特征頻率特征頻率 高于截止頻率高于截止頻率 , 約等于約等于 的的

8、倍。倍。Tfff0 特征頻率特征頻率 也是靜態(tài)工作點(diǎn)的函數(shù)。也是靜態(tài)工作點(diǎn)的函數(shù)。TfebmTCgf2 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，存在近似關(guān)系時(shí)，存在近似關(guān)系 。 ff ffT 特征頻率特征頻率 是可查手冊(cè)的，也可由儀器測(cè)量得到。是可查手冊(cè)的，也可由儀器測(cè)量得到。Tf 特征頻率特征頻率 是晶體管在共發(fā)射極運(yùn)用時(shí)能得到電流增益是晶體管在共發(fā)射極運(yùn)用時(shí)能得到電流增益的的最高頻率極限最高頻率極限（電流放大系數(shù)（電流放大系數(shù) ，但功率增益，但功率增益1 ）。）。Tf1Tf指指 時(shí)的頻率。時(shí)的頻率。1 （2）特征頻率）特征頻率 ：模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子

9、 線線 路路11（3）最高振蕩頻率）最高振蕩頻率 ：maxf 晶體管的晶體管的功率增益功率增益 時(shí)的工作頻率稱為最高振時(shí)的工作頻率稱為最高振蕩頻率蕩頻率 。maxfcbebbbmCCrgfmax421 1 PGmaxfTff 最高，最高， 次之，次之， 最低。最低。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路12其中其中 是低頻時(shí)共基極短路電流放大系數(shù)，是低頻時(shí)共基極短路電流放大系數(shù)， 是是 下降到下降到 時(shí)的頻率。時(shí)的頻率。0 f2/0 ffT0 f fTf fffT 因?yàn)橐驗(yàn)?，由上可得出三個(gè)頻率參數(shù)，由上可得出三個(gè)頻率參數(shù) 、 和

10、和 的近似關(guān)系：的近似關(guān)系：10 （4） 的的 截止頻率截止頻率 ： f ffj 10 晶體管的共基極電流放大系數(shù)晶體管的共基極電流放大系數(shù) 目錄目錄模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路13sR sV3.3 高頻小信號(hào)寬帶放大器高頻小信號(hào)寬帶放大器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路14cbC1C2C根據(jù)根據(jù)密勒定理密勒定理， 用用 和和 代替。代替。ceCLLrRRR/ cbLmLmcbCRgRgCC1)1( cbCC2 實(shí)際電路中，實(shí)際電路中， 很小，很小，c

11、bCcbCAC)1(1 cbCAC112 1LRmgebVoVA戴維南等效戴維南等效模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路15 由于由于 很小，其容抗很小，其容抗與與 相比較，可開(kāi)路處理。相比較，可開(kāi)路處理。cbCC2LR)1(1LmebcbebebinRgCCCCCC 等效輸入電容為：等效輸入電容為： 應(yīng)用式應(yīng)用式 ，得到：，得到：ebmTCgf2ebcbLTebinCDCRCC)1( D稱為密勒效應(yīng)稱為密勒效應(yīng)D因子：因子：)1(cbLTCRD ebbbSSrrRR/)( .SebbbSebSVrrRrV 模 擬 電 子 線

12、路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路16 增益帶寬積增益帶寬積GBP：)(0bbSinLmhrRCRgAGBP bbSLTrRRDGBP 源電壓增益：源電壓增益：01111mLb eSSsb bb ehhg R rAARrr 11SebSinhRCDRC 共發(fā)放大器源電壓增益的共發(fā)放大器源電壓增益的上限截止角頻率上限截止角頻率為：為：)1(cbLTCRD ebbbSSrrRR/)( jj模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路17結(jié)論：結(jié)論：01111mLb eSSsb bb ehhg

13、R rAARrr 11SebSinhRCDRC （1 1）. . 為獲得較大的為獲得較大的GBPGBP和上限截止角頻率和上限截止角頻率 值，應(yīng)選用值，應(yīng)選用 小、小、 小而小而 高的晶體管。高的晶體管。hcbCbbrTf（2 2）. . 增大增大 ，可以增大中頻源電壓增益，可以增大中頻源電壓增益 ，但由于，但由于D D因子因子增大，增大， 減小，因而減小，因而 的選擇應(yīng)兼顧的選擇應(yīng)兼顧 和和 的要求。的要求。LR0AhLR0Ah（3 3）. . 管子選完后，為提高管子選完后，為提高 值，信號(hào)源內(nèi)阻值，信號(hào)源內(nèi)阻 應(yīng)盡可能應(yīng)盡可能小，即放大器的輸入信號(hào)盡量接近恒壓源。小，即放大器的輸入信號(hào)盡量接

14、近恒壓源。sRh)1(cbLTCRD TLSb bRGBPD Rr jj模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路183.3.2雙極型晶體管共基放大電路的高頻特性雙極型晶體管共基放大電路的高頻特性CRSRBR sV1CBBVCCV2CoV高頻小信號(hào)等效電路高頻小信號(hào)等效電路ER模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路19 值較小，忽略之。值較小，忽略之。bbr cbCLCLCcbCLC 和和 并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)，設(shè) = +ebespCrRf)/(211 LLpCRf221 信號(hào)源

15、內(nèi)阻高，不帶容性負(fù)載信號(hào)源內(nèi)阻高，不帶容性負(fù)載:cbLpCRf221 TebepfCrf 211 01211(1) (1)SSppAA jj模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路20雙極型晶體管共基放大電路的高頻特性雙極型晶體管共基放大電路的高頻特性 f（1 1）集電結(jié)電容）集電結(jié)電容 是作為輸出電容跨接在輸出端，因而是作為輸出電容跨接在輸出端，因而不存在密勒倍增效應(yīng)，其輸入電容不存在密勒倍增效應(yīng)，其輸入電容 就是就是 ?？梢?jiàn)，共。可見(jiàn)，共基放大電路輸入電容要比共射放大電路輸入電容小很多?；糯箅娐份斎腚娙菀裙采浞糯箅娐份斎腚娙?/p>

16、小很多。cbCinCebC（2 2）共基電路的輸入電阻為）共基電路的輸入電阻為 ，它比共射電路輸入電阻小，它比共射電路輸入電阻小很多?？梢?jiàn)，很多?？梢?jiàn)，輸入電阻小、輸入電容小是共基放大電路具有輸入電阻小、輸入電容小是共基放大電路具有很好的高頻響應(yīng)特性的主要原因。很好的高頻響應(yīng)特性的主要原因。er（3 3） 比比 高高 倍，因此，共基極放大器的頻率特性倍，因此，共基極放大器的頻率特性比共發(fā)射極放大器好。比共發(fā)射極放大器好。 f cbLpCRf221 TebepfCrf 211 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路21（4 4）由于

17、共基放大器不存在密勒效應(yīng)，在多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)可以大）由于共基放大器不存在密勒效應(yīng)，在多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)可以大大減小晶體管內(nèi)部反饋的作用，組成多級(jí)放大器時(shí)比較穩(wěn)定。大減小晶體管內(nèi)部反饋的作用，組成多級(jí)放大器時(shí)比較穩(wěn)定。（5 5）共基極放大器雖然具有上述這些優(yōu)點(diǎn)，但是，由于集電）共基極放大器雖然具有上述這些優(yōu)點(diǎn)，但是，由于集電極電流總是小于發(fā)射極電流，即它的電流放大倍數(shù)恒小于極電流總是小于發(fā)射極電流，即它的電流放大倍數(shù)恒小于1 1。（6 6）在多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，常采用共發(fā)一共基組合電路。）在多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，常采用共發(fā)一共基組合電路。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子

18、 線線 路路22晶體管晶體管 、 分別構(gòu)成共發(fā)、分別構(gòu)成共發(fā)、共基組態(tài)電路。共基組態(tài)電路。1Q2Q 共發(fā)共發(fā)共基組合放大單元電路共基組合放大單元電路的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：高頻響應(yīng)特性好、頻帶高頻響應(yīng)特性好、頻帶寬、工作穩(wěn)定。寬、工作穩(wěn)定。sVLRoV1Q2Q模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路23共發(fā)共發(fā)-共基電路的高頻特性共基電路的高頻特性組合放大電路的上限截止頻率主要取決于共發(fā)電路（共基組合放大電路的上限截止頻率主要取決于共發(fā)電路（共基電路頻帶寬）?，F(xiàn)在利用共基電路電路頻帶寬）?，F(xiàn)在利用共基電路輸入阻抗輸入阻抗低的特點(diǎn)，將它低的特

19、點(diǎn)，將它作為共發(fā)電路的作為共發(fā)電路的負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗，使得共發(fā)電路的，使得共發(fā)電路的密勒效應(yīng)因子密勒效應(yīng)因子D D減小：減?。篹bcbLTebinDCCRCC)1( 從而有效地提高共發(fā)電路的高頻邊界頻率，也就是提高了從而有效地提高共發(fā)電路的高頻邊界頻率，也就是提高了組合電路的高頻邊界頻率。組合電路的高頻邊界頻率。 犧牲了共發(fā)電路的電壓增益：犧牲了共發(fā)電路的電壓增益：21() , :/1mLb evsLCiSb bb eHg r RAjRRRjRrr n 共發(fā)共發(fā)共基組合電路共基組合電路: 功率增益高功率增益高模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電

20、子子 線線 路路24例例1：?jiǎn)喂軉握{(diào)諧放大器：?jiǎn)喂軉握{(diào)諧放大器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路25模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路26例例2：集中選頻放大器：集中選頻放大器模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路27（2）聲表面波濾波器應(yīng)用實(shí)例： V1是預(yù)中放部分，起前置放大作用； Z1為SAWF起集中選頻作用； TA7680AP為彩電圖像中頻放大器IC。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線

21、 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路28（2 2）由于場(chǎng)效應(yīng)管具有十分）由于場(chǎng)效應(yīng)管具有十分接近平方律的轉(zhuǎn)移特性接近平方律的轉(zhuǎn)移特性，三階以上，三階以上的效應(yīng)可以忽視，因此能減小交調(diào)、互調(diào)和各種組合頻率干擾。的效應(yīng)可以忽視，因此能減小交調(diào)、互調(diào)和各種組合頻率干擾。（在變頻干擾中討論）（在變頻干擾中討論）（3 3）采用）采用自動(dòng)增益控制時(shí)所需要的功率很小自動(dòng)增益控制時(shí)所需要的功率很小。因此，用場(chǎng)效應(yīng)。因此，用場(chǎng)效應(yīng)管作為高頻放大器的有源器件是比較理想的。管作為高頻放大器的有源器件是比較理想的。（1 1）場(chǎng)效應(yīng)管放大器具有）場(chǎng)效應(yīng)管放大器具有較高的輸入和輸出阻抗較高的輸入

22、和輸出阻抗，對(duì)輸入回路，對(duì)輸入回路和輸出電路的和輸出電路的Q Q值影響較小，故回路選擇性高。在用作高頻放大值影響較小，故回路選擇性高。在用作高頻放大器時(shí)，抗像頻干擾和抗鄰近電臺(tái)干擾能力好。器時(shí)，抗像頻干擾和抗鄰近電臺(tái)干擾能力好。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路29（4 4）場(chǎng)效應(yīng)管是多數(shù)載流子導(dǎo)電器件，所以）場(chǎng)效應(yīng)管是多數(shù)載流子導(dǎo)電器件，所以對(duì)核輻射的抵抗對(duì)核輻射的抵抗能力強(qiáng)能力強(qiáng)（多數(shù)載流子在電場(chǎng)作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，受核輻射影（多數(shù)載流子在電場(chǎng)作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，受核輻射影響小）。響?。?。（5 5）場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)小于雙極型晶體

23、管，因此用作放大器時(shí)，）場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)小于雙極型晶體管，因此用作放大器時(shí)，增益比較小增益比較小。（6 6）放大電路形式有）放大電路形式有MOSMOS管共源、共柵組態(tài)基本放大電路和管共源、共柵組態(tài)基本放大電路和共源共源共柵級(jí)聯(lián)放大電路共柵級(jí)聯(lián)放大電路。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路303.3.5自動(dòng)增益控制（自動(dòng)增益控制（AGC）電路電路 ivOVAV 可控增益可控增益放大器放大器iVCVRV控制電控制電壓產(chǎn)生壓產(chǎn)生低通低通電平檢電平檢測(cè)電路測(cè)電路比較器比較器vA參考電壓參考電壓l 自動(dòng)增益控制電路是一種在輸入信號(hào)幅度變化很

24、大的自動(dòng)增益控制電路是一種在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下，使輸出信號(hào)幅度保持恒定或僅在較小范內(nèi)變化情況下，使輸出信號(hào)幅度保持恒定或僅在較小范內(nèi)變化的一種自動(dòng)控制電路。的一種自動(dòng)控制電路。l 自動(dòng)增益控制是通過(guò)圖中所示非線性閉合環(huán)路實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)增益控制是通過(guò)圖中所示非線性閉合環(huán)路實(shí)現(xiàn)的。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路31對(duì)對(duì)AGC控制特性的要求控制特性的要求01V2V0VOViV 當(dāng)輸入信號(hào)小于門(mén)限電壓當(dāng)輸入信號(hào)小于門(mén)限電壓 時(shí)，時(shí)，系統(tǒng)無(wú)控制作用。此時(shí)，輸出電系統(tǒng)無(wú)控制作用。此時(shí)，輸出電壓壓 為輸入電壓的線性函數(shù)。為輸入電

25、壓的線性函數(shù)。1V 當(dāng)輸入信號(hào)較強(qiáng)而其幅度超當(dāng)輸入信號(hào)較強(qiáng)而其幅度超過(guò)過(guò) 時(shí)，時(shí)，AGC作用才反映出來(lái)。作用才反映出來(lái)。此時(shí)，隨著此時(shí)，隨著 的增強(qiáng)，輸出電壓的增強(qiáng)，輸出電壓基本保持不變，或僅有極小的變化基本保持不變，或僅有極小的變化 。1ViV 當(dāng)輸入信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，AGC的作用消失。的作用消失。 上述上述AGC由于輸入電壓必須大于某一門(mén)限由于輸入電壓必須大于某一門(mén)限 才起作用，才起作用，因此又稱為因此又稱為延遲延遲AGC。1V模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路32對(duì)對(duì)AGC控制特性的設(shè)計(jì)控制特性的設(shè)計(jì) l A

26、GC的控制作用，一般均在接收機(jī)前級(jí)實(shí)現(xiàn)的控制作用，一般均在接收機(jī)前級(jí)實(shí)現(xiàn)。 例如：對(duì)高頻放大器的控制、對(duì)主中放的第一中放或例如：對(duì)高頻放大器的控制、對(duì)主中放的第一中放或第二級(jí)中放的控制等。第二級(jí)中放的控制等。 maxminiiiVmV imoml 放大器的受控級(jí)數(shù)放大器的受控級(jí)數(shù)(AGC控制控制n級(jí)放大器級(jí)放大器) ，通常取決于，通常取決于系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)的要求。 表示總放大器輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。表示總放大器輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。 表示總放大器輸出電壓的容許變化量。表示總放大器輸出電壓的容許變化量。動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍：maxminoooVmV 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬

27、電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路33 式中式中 為總放大器的為總放大器的最大電壓增益最大電壓增益，其值一般出現(xiàn)在，其值一般出現(xiàn)在輸入信號(hào)為最小值時(shí)；輸入信號(hào)為最小值時(shí)； 為總放大器的為總放大器的最小電壓增益最小電壓增益，其值一般發(fā)生在輸入信號(hào)為最大時(shí)。其值一般發(fā)生在輸入信號(hào)為最大時(shí)。maxAminAoiooiiioioCmmVVVVVVVVAAG minmaxminmaxmaxmaxminminminmax上式也可以用分貝值表示上式也可以用分貝值表示)()()(dBmdBmdBGoiC 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子

28、 線線 路路34例：例： 某接收機(jī)輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為某接收機(jī)輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為60dB，輸出電壓容許輸出電壓容許變化范圍為變化范圍為20%，若單級(jí)放大器的增益控制倍數(shù)等于，若單級(jí)放大器的增益控制倍數(shù)等于20dB，指出應(yīng)控制放大器的級(jí)數(shù)。指出應(yīng)控制放大器的級(jí)數(shù)。解：解：輸出電壓容許變化值為：輸出電壓容許變化值為：dBVVVVmoooo6 . 1)2 . 01lg(20)1lg(20lg20minminmax接收機(jī)總增益控制范圍為：接收機(jī)總增益控制范圍為：)(586 . 160)()()(dBdBmdBmdBGoiC故所需受控級(jí)數(shù)為故所需受控級(jí)數(shù)為9 . 22058)()(1dBGdBGnCC

29、即應(yīng)采用三級(jí)控制。即應(yīng)采用三級(jí)控制。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路35AGC電路增益控制的實(shí)現(xiàn)電路增益控制的實(shí)現(xiàn) 采用變跨導(dǎo)晶體管構(gòu)成的可控增益放大電路。這采用變跨導(dǎo)晶體管構(gòu)成的可控增益放大電路。這種放大器，當(dāng)控制電壓使其靜態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，種放大器，當(dāng)控制電壓使其靜態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，放大器的增益也隨之改變，達(dá)到增益可控的目的。放大器的增益也隨之改變，達(dá)到增益可控的目的。 改變放大器的負(fù)反饋，或改變放大器的交變負(fù)載，改變放大器的負(fù)反饋，或改變放大器的交變負(fù)載，均可實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器增益的控制。均可實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器增益的控制。模 擬 電

30、子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路36差分放大器增益控制電路差分放大器增益控制電路1T2TCCVCVOV1V2VcRcRRR1D2DAR 圖中圖中 、 組成差分放大器，組成差分放大器，信號(hào)從兩個(gè)晶體管的基極輸入，由信號(hào)從兩個(gè)晶體管的基極輸入，由兩個(gè)集電極輸出。兩個(gè)集電極輸出。 1T2T 增益控制電壓增益控制電壓VC經(jīng)經(jīng)RA加于兩二極加于兩二極管管D1、 D2的正極的正極， D1 、D2構(gòu)成差分構(gòu)成差分放大器的發(fā)射極負(fù)反饋電路。放大器的發(fā)射極負(fù)反饋電路。 設(shè)每只二極管的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻為設(shè)每只二極管的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻為 ，當(dāng)通過(guò)電流為當(dāng)通過(guò)電流為 時(shí)：時(shí)：

31、drDI26()()dDmVrImA 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路371T2TCCVCVOV1V2VcRcRRR1D2DAR當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 、 發(fā)射極連通，兩電發(fā)射極連通，兩電阻阻R并聯(lián)構(gòu)成發(fā)射極電阻。并聯(lián)構(gòu)成發(fā)射極電阻。 （增益大）（增益大）0dr1T2T 因此因此，改變控制電壓，改變控制電壓 ，即可改變放大，即可改變放大器發(fā)射極等效電阻器發(fā)射極等效電阻 的阻值，達(dá)到控制增的阻值，達(dá)到控制增益的目的。益的目的。 CVER 當(dāng)控制電壓使得當(dāng)控制電壓使得 很小，即很小，即 時(shí)，時(shí)， 、 的發(fā)射極電路彼此獨(dú)立。的發(fā)射極電路彼

32、此獨(dú)立。（增益小）（增益?。?EI1T2Tdr模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路38電控衰減器增益控制電路電控衰減器增益控制電路 (f30MHz)2T 控制電壓控制電壓 取負(fù)值，當(dāng)取負(fù)值，當(dāng) 越負(fù)，二極管正向電流越大，動(dòng)態(tài)越負(fù)，二極管正向電流越大，動(dòng)態(tài)電阻電阻 越小，故傳輸系數(shù)越大，放大器的總增益越大，反之總越小，故傳輸系數(shù)越大，放大器的總增益越大，反之總增益減小，從而達(dá)到對(duì)總放大器的增益增益減小，從而達(dá)到對(duì)總放大器的增益 的控制。的控制。 CVCVdrvA 用二極管構(gòu)成可變衰減器，應(yīng)注意極間電容的影響用二極管構(gòu)成可變衰減器，

33、應(yīng)注意極間電容的影響。 圖中圖中 、 組成負(fù)反饋放大器電路形式，放大后的信號(hào)由組成負(fù)反饋放大器電路形式，放大后的信號(hào)由 發(fā)射極經(jīng)發(fā)射極經(jīng)二只二極管和電阻二只二極管和電阻 、 組成的衰減器組成的衰減器輸出。輸出。 1T2T3R2R目錄目錄模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路393.4 放大器的噪聲放大器的噪聲1 1. . 電阻的熱噪聲電阻的熱噪聲2. 2. 電子器件的噪聲（電子器件的噪聲（* *）3. 3. 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)4. 4. 級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲5. 5. 接收機(jī)的靈敏度與最小可檢測(cè)接收機(jī)的靈敏度與最小可檢測(cè)信號(hào)

34、信號(hào)6. 6. 噪聲溫度噪聲溫度7. 7. 天線噪聲天線噪聲模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路40干擾與噪聲 通信系統(tǒng)的基本任務(wù)是傳送信息：有用通信系統(tǒng)的基本任務(wù)是傳送信息：有用信號(hào)干擾與噪聲信號(hào)干擾與噪聲 干擾與噪聲不同的表現(xiàn)形式干擾與噪聲不同的表現(xiàn)形式 沖擊窄脈沖，連續(xù)電振蕩，隨機(jī)噪聲沖擊窄脈沖，連續(xù)電振蕩，隨機(jī)噪聲 隨機(jī)噪聲：外部和內(nèi)部隨機(jī)噪聲：外部和內(nèi)部 外部：宇宙噪聲、大氣噪聲外部：宇宙噪聲、大氣噪聲 內(nèi)部：放大器、電阻、電纜的熱噪聲內(nèi)部：放大器、電阻、電纜的熱噪聲 晶體管產(chǎn)生的噪聲等晶體管產(chǎn)生的噪聲等模 擬 電 子

35、 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路413.4.1 電阻的熱噪聲 電阻熱噪聲是通信系統(tǒng)內(nèi)部噪聲的主要來(lái)源電阻熱噪聲是通信系統(tǒng)內(nèi)部噪聲的主要來(lái)源 產(chǎn)生機(jī)理：自由電子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的產(chǎn)生機(jī)理：自由電子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 自由電子與晶格碰撞，產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間自由電子與晶格碰撞，產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間 = 10-13-10-14 s的電脈沖的電脈沖 電阻熱噪聲是無(wú)數(shù)個(gè)電脈沖疊加的結(jié)果電阻熱噪聲是無(wú)數(shù)個(gè)電脈沖疊加的結(jié)果 電阻熱噪聲電流電阻熱噪聲電流/電壓可被視為是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程電壓可被視為是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 t vn(t) 模 擬 電 子 線 路模 擬 電

36、子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路421）電阻熱噪聲的特性）電阻熱噪聲的特性 噪聲功率可用噪聲電壓均方值表示噪聲功率可用噪聲電壓均方值表示dttvTvTnTn)(1lim 0 22 t vn(t) n 熱噪聲電流熱噪聲電流/ /電壓在不同時(shí)刻的方向、幅度和持續(xù)電壓在不同時(shí)刻的方向、幅度和持續(xù)時(shí)間都是隨機(jī)分布的，其幅度呈現(xiàn)正態(tài)分布；時(shí)間都是隨機(jī)分布的，其幅度呈現(xiàn)正態(tài)分布；n 在相當(dāng)長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，噪聲電壓或電流的平均值趨在相當(dāng)長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，噪聲電壓或電流的平均值趨于零。于零。dttvTPTnn)(1 0 2 而噪聲功率則趨于一有限值而噪聲功率則趨于一有限值（該

37、噪聲電壓作用在（該噪聲電壓作用在1 1 電阻上電阻上）模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路432）電阻熱噪聲的功率譜密度）電阻熱噪聲的功率譜密度 = 10= 101313-10-1014 14 為自由電子每秒碰撞次數(shù)為自由電子每秒碰撞次數(shù) K K為玻耳茲曼常數(shù)，為玻耳茲曼常數(shù)，T T熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度 R R為電阻器的電阻值為電阻器的電阻值n電阻熱噪聲的電阻熱噪聲的頻率頻率覆蓋范圍很寬，但覆蓋范圍很寬，但單位頻帶單位頻帶的噪聲功率的噪聲功率很小。很小。2)(14)( fkTRfWv 單位頻帶單位頻帶的噪聲功率的噪聲功率（功率譜

38、密度）：（功率譜密度）：（W/HzW/Hz）kTRfWv4)( 一般來(lái)說(shuō)，f1kHzf1kHz時(shí)可忽略時(shí)可忽略fkTrvbbbb 24fqIin 22dfqIidCcn)1(2022 f Wi ( f ) 3dB/ 十倍頻十倍頻 （1/f 噪聲占優(yōu)噪聲占優(yōu)） 6dB/ 十倍頻十倍頻 （分配噪聲占優(yōu)（分配噪聲占優(yōu)） 白噪聲白噪聲 （電阻熱噪聲和散粒噪聲占優(yōu)）（電阻熱噪聲和散粒噪聲占優(yōu)） 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路59 場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲 溝道熱噪聲溝道熱噪聲：導(dǎo)電溝道電阻：導(dǎo)電溝道電阻 柵極散粒噪聲柵極散粒噪聲

39、：柵極電荷不規(guī)則起伏：柵極電荷不規(guī)則起伏 （很?。ê苄。?柵極感應(yīng)噪聲柵極感應(yīng)噪聲：溝道中的起伏噪聲通過(guò)溝道與柵極溝道中的起伏噪聲通過(guò)溝道與柵極之間的電容，在柵極上感應(yīng)產(chǎn)生的噪聲。與柵源電之間的電容，在柵極上感應(yīng)產(chǎn)生的噪聲。與柵源電容成正比。容成正比。 1/f 1/f 噪聲噪聲：主要影響低頻段（：主要影響低頻段（f1kHzf1kHz）（）（強(qiáng)于雙極強(qiáng)于雙極型三極管）型三極管）fkTgimnd 42fqIiGnG 22FET不存在分配噪聲，散粒噪聲又很小，不存在分配噪聲，散粒噪聲又很小，通常情況下，噪聲小于通常情況下，噪聲小于BJT3.4模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電

40、子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路603.4.3 噪聲系數(shù) 但信噪比不能反映網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響也不能但信噪比不能反映網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響也不能表示網(wǎng)絡(luò)本身噪聲性能的好壞表示網(wǎng)絡(luò)本身噪聲性能的好壞 引入引入噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)來(lái)描述或評(píng)價(jià)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的噪聲性能。來(lái)描述或評(píng)價(jià)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的噪聲性能。nsPPSNR n 一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)質(zhì)量輸出信號(hào)質(zhì)量可以用輸出信噪可以用輸出信噪比來(lái)衡量比來(lái)衡量n信噪比信噪比是衡量信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)是衡量信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路611）噪聲系數(shù)定義）

41、噪聲系數(shù)定義 定義：定義：在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源激勵(lì)下激勵(lì)下，網(wǎng)絡(luò)輸入信，網(wǎng)絡(luò)輸入信噪比與其輸出信噪比噪比與其輸出信噪比的比值。的比值。nosonisinPPPPF/ fkTRvsn 42 2nv sv sR 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源源 n標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源n信號(hào)電壓為信號(hào)電壓為vsn內(nèi)阻為內(nèi)阻為Rsn并僅含有由并僅含有由Rs產(chǎn)生的白噪聲產(chǎn)生的白噪聲NF=10lgFn (dB)（噪聲指數(shù)噪聲指數(shù)）理想網(wǎng)絡(luò)（理想網(wǎng)絡(luò)（Fn1）模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路62對(duì)噪聲系數(shù)對(duì)噪聲系數(shù)的三種描述的三種描述a. 信噪比惡化程度信噪比惡

42、化程度nosonisinPPPPF/ nipnonisisononosonisinPGPPPPPPPPPF / sRsv2nvnisiPP /nosoPP/iRoRLRnFpmGnAP放放大大器器 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信信號(hào)號(hào)源源 b. 網(wǎng)絡(luò)輸出噪聲功率和輸入噪聲功率在輸出端的網(wǎng)絡(luò)輸出噪聲功率和輸入噪聲功率在輸出端的比值比值功率增益功率增益：網(wǎng)絡(luò)輸出與輸入信號(hào)功率比值網(wǎng)絡(luò)輸出與輸入信號(hào)功率比值sisoPPPG/ 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路63c. 任何實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，都是在理想網(wǎng)絡(luò)噪任何實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，都是在理想網(wǎng)絡(luò)噪聲系

43、數(shù)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)增量聲系數(shù)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)增量niPnAnPGPF 1 nipnonisisononosonisinPGPPPPPPPPPF /nAniPnoPPGP n 網(wǎng)絡(luò)附加的噪聲功率：網(wǎng)絡(luò)附加的噪聲功率：nAP模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路642）信噪比特性）信噪比特性LOSiRRRR , sRsv2nvnisiPP /nosoPP /iRoRLR放大器放大器 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信信號(hào)號(hào)源源 OROE2ne 2iisssiRRRvP 匹配：匹配：LnnomsnnimLOsomsssimRePRvPREPRvP4,4 4,

44、42222 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路65 輸入信噪比與輸入匹配無(wú)關(guān)輸入信噪比與輸入匹配無(wú)關(guān) 22222 , nsnisiiiisnniiisssivvPPSNRRRRvPRRRvP sRsv2nvnisiPP /nosoPP /iRoRLRnFpmGnAP放大器放大器 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信信號(hào)號(hào)源源 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路66 輸出信噪比與輸出匹配無(wú)關(guān)輸出信噪比與輸出匹配無(wú)關(guān) sRsv2nvnisiPP /nosoPP /iRoRLR放大器放大器

45、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信信號(hào)號(hào)源源 OROE2ne 22222 , nOnOSOOLLOnnOLLOOsoeEPPSNRRRRePRRREP 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路67fkTRfkTRRvPRvPsssnnimsssim 444 422例：例：simsompmPPG 例：例：n 額定功率額定功率是指信號(hào)源（包括噪聲源）能夠輸出的最大是指信號(hào)源（包括噪聲源）能夠輸出的最大功率（匹配）。功率（匹配）。 額定功率增益額定功率增益是指四端網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端分別匹配是指四端網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端分別匹配時(shí)的功率增益時(shí)的功率增益 sRsv2nv

46、nisiPP /nosoPP /iRoRLR放大器放大器 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信信號(hào)號(hào)源源 OROE2ne模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路683）四端網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端分別匹配時(shí)的噪聲系數(shù)）四端網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端分別匹配時(shí)的噪聲系數(shù)fkTGPPGPPPPPFpmnomnimpmnomnomsomnimsimn /fkTRfkTRRvPsssnnim 444 2 輸入信噪比與輸入匹配無(wú)關(guān)輸入信噪比與輸入匹配無(wú)關(guān) 輸出信噪比與輸出匹配無(wú)關(guān)輸出信噪比與輸出匹配無(wú)關(guān) 失配的噪聲系數(shù)等于匹配的噪聲系數(shù)失配的噪聲系數(shù)等于匹配的噪聲系數(shù)（方便）：（方

47、便）：fkTGPFpmnomn 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路69n 無(wú)源網(wǎng)絡(luò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)輸出端匹配時(shí)輸出端匹配時(shí)LGFpmn 1L：網(wǎng)絡(luò)的衰減網(wǎng)絡(luò)的衰減 無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于網(wǎng)絡(luò)的衰減。無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于網(wǎng)絡(luò)的衰減。產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)噪產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)噪聲的有損元件，是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)衰減的因素。聲的有損元件，是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)衰減的因素。fkTRfkTRRePLOLnnom 4442fkTGPFpmnomn 4)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù)的計(jì)算無(wú)源網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù)的計(jì)算模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻

48、電電 子子 線線 路路70sRsv2nviRoRLR1R設(shè)設(shè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)輸輸入入端端匹匹配配 設(shè)設(shè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)輸輸出出端端匹匹配配 ssovRRRE11 oosomREP42 sssimRvP42 ssoRRRRR 11ssoossimsompmRRRvERRPPG 112211RRFsn pmnGF1 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路71 p130p130，例例3.4.43.4.4 sRsv2nviRoRLR1R設(shè)設(shè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)輸輸入入端端匹匹配配 設(shè)設(shè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)輸輸出出端端匹匹配配 2R212122121RRRRRRRRRFsssn

49、模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路72 p p130130，例例3.4.53.4.5 求長(zhǎng)度為求長(zhǎng)度為50m50m，衰減量為衰減量為0.082dB/m0.082dB/m的高頻電的高頻電纜的噪聲系數(shù)纜的噪聲系數(shù)dBLNFdBL 14 14082050.57257210104101014.LFLn3.4模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路735）級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲）級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲 sRsv網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2 2 11npmFG,22npmFG,1nAP2nAPnom

50、P 2112nAnApmpmnomPPfkTGGP fkT11nApmPfkTGnAniPnoPPGP 模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路74 1211211111pmnnpmnnnGFFGFFF niPnAnPGPF 1fkTGFPpmnnA 111)1( 2112nAnApmpmnomPPfkTGGP fkTGPFpmnomn 21pmpmpmGGG fkTGFPpmnnA 2221）（模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路75n級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，主要由網(wǎng)絡(luò)

51、前級(jí)的噪聲級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，主要由網(wǎng)絡(luò)前級(jí)的噪聲系數(shù)確定。系數(shù)確定。 11213121111 NpmpmnNpmpmnpmnnnGGFGGFGFFFN N級(jí)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)級(jí)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)sRsv網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2 2 11npmFG,22npmFG,1nAP2nAPnomP模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路76對(duì)噪聲系數(shù)的討論對(duì)噪聲系數(shù)的討論 噪聲系數(shù)僅適用于線性電路噪聲系數(shù)僅適用于線性電路 噪聲功率是以疊加為基礎(chǔ)的噪聲功率是以疊加為基礎(chǔ)的 對(duì)于非線性電路，即使電路本身不產(chǎn)生噪聲，對(duì)于非線性電路，即使電路本身不產(chǎn)

52、生噪聲，輸出端信噪比和輸入信噪比也是不一樣的輸出端信噪比和輸入信噪比也是不一樣的 一般取一般取T=290KT=290K 噪聲系數(shù)是頻率的函數(shù)，和通頻帶有關(guān)噪聲系數(shù)是頻率的函數(shù)，和通頻帶有關(guān) 窄帶放大器，中心頻率處的噪聲系數(shù)窄帶放大器，中心頻率處的噪聲系數(shù) 寬帶放大器，平均噪聲系數(shù)寬帶放大器，平均噪聲系數(shù)3.4模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路773.4.4 3.4.4 接收機(jī)的靈敏度與最小可檢測(cè)信號(hào)接收機(jī)的靈敏度與最小可檢測(cè)信號(hào)nosonisinPPPPF/nosonnisiPPFPPfKTFPPPnnososiminmin

53、)(n 接收機(jī)的靈敏度：接收機(jī)的靈敏度：是指當(dāng)接收端處于匹配時(shí)，是指當(dāng)接收端處于匹配時(shí)，為了保證一定的輸出信噪比，接收端所要求的最為了保證一定的輸出信噪比，接收端所要求的最小有用信號(hào)功率。小有用信號(hào)功率。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路78n最小可檢測(cè)信號(hào)電壓最小可檢測(cè)信號(hào)電壓：是與靈敏度功率相對(duì)應(yīng)是與靈敏度功率相對(duì)應(yīng)的、輸入端處于匹配時(shí)有用信號(hào)的電壓。的、輸入端處于匹配時(shí)有用信號(hào)的電壓。 min(min)2siisPRV 為接收機(jī)的輸入電阻為接收機(jī)的輸入電阻iRiSsiRVP42(min)min( fKTFPPPnnoso

54、si min)min(模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路79 p132p132，例例3.4.63.4.6一個(gè)一個(gè)輸入電阻為輸入電阻為5050 的接收機(jī)，噪聲系數(shù)為的接收機(jī)，噪聲系數(shù)為 6dB6dB，通頻帶為通頻帶為1MHz1MHz。當(dāng)要求輸出信噪比為當(dāng)要求輸出信噪比為1 1，接收，接收機(jī)的最小有用信號(hào)功率和電壓各為多少？機(jī)的最小有用信號(hào)功率和電壓各為多少？dBNF64nF WPsi14623min1060. 11012901038. 141 -11min10lg 1.60 10108 siPdBm VVVi 79. 1 107

55、9. 11060. 1502614min min(min)2siiiPRV fKTFPPPnnososi min)min(3.4模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路803.4.5 噪聲溫度 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)用一無(wú)噪聲網(wǎng)絡(luò)和一噪聲源等效。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)用一無(wú)噪聲網(wǎng)絡(luò)和一噪聲源等效。 設(shè)等效噪聲電壓是由信號(hào)源內(nèi)阻設(shè)等效噪聲電壓是由信號(hào)源內(nèi)阻R Rs s在一假想溫度在一假想溫度T Te e下產(chǎn)生的噪聲電壓下產(chǎn)生的噪聲電壓fRKTvsee 42n 網(wǎng)絡(luò)的噪聲性能也可以用網(wǎng)絡(luò)的噪聲性能也可以用噪聲溫度噪聲溫度來(lái)表示。來(lái)表示。注意注意:網(wǎng)絡(luò)的噪聲溫度不是

56、該網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際物理溫度，網(wǎng)絡(luò)的噪聲溫度不是該網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際物理溫度，而是用以而是用以表征表征該網(wǎng)絡(luò)噪聲性能該網(wǎng)絡(luò)噪聲性能的一種假想溫度。的一種假想溫度。模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線 路路81噪聲溫度與噪聲系數(shù)噪聲溫度與噪聲系數(shù) 網(wǎng)絡(luò)的噪聲溫度與網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)之間具有固網(wǎng)絡(luò)的噪聲溫度與網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)之間具有固定的轉(zhuǎn)換關(guān)系定的轉(zhuǎn)換關(guān)系fKTPeniefKTGPGPepmniepmnA00111TTfKTGPPGPFepmnAnimpmnAn0)1(TFTne n T0為系統(tǒng)的工作溫度為系統(tǒng)的工作溫度模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路模 擬 電 子 線 路 高高 頻頻 電電 子子 線線