通信原理大綜合課件高頻全

第三節(jié)電子噪聲及其特性

干擾（或噪聲）是除有用信號(hào)外的一切不需要的信號(hào)和各種電磁擾動(dòng)的總稱。

干擾與噪聲是兩個(gè)同義的術(shù)語(yǔ)，習(xí)慣上將外部來(lái)的不需要信號(hào)稱為干擾，內(nèi)部產(chǎn)生的稱為噪聲。一、概述干擾分為人為干擾和自然干擾人為干擾：高頻和工頻設(shè)備、不需要的無(wú)線電臺(tái)、產(chǎn)生電火花的設(shè)備、氣體放電器件。自然干擾：雷電、帶電的雨、雪和灰塵運(yùn)動(dòng)、流星余跡以及太陽(yáng)的活動(dòng)等。抑制干擾的方法：消除干擾源、躲避干擾、切斷干擾傳播途徑。二、電子噪聲的來(lái)源與特性

在電子線路中，噪聲來(lái)源主要是：電阻熱噪聲和半導(dǎo)體管噪聲。（純電抗不產(chǎn)生噪聲）1、電阻熱噪聲電阻中自由電子的熱運(yùn)動(dòng)在電阻兩端產(chǎn)生起伏電壓（實(shí)際上是電勢(shì)）un。大小和方向隨機(jī)變化。

當(dāng)電阻的溫度為T(K)時(shí)電阻兩端的噪聲電壓的均方值為：B測(cè)量電壓時(shí)的帶寬。圖2—31電阻熱噪聲等效電路電阻的熱噪聲是白噪聲。均方電壓譜密度和均方電流譜密度為：【例】試計(jì)算510kΩ電阻的噪聲均方值電壓和均方值電流。設(shè)Ｔ＝２９０K,ＢＷ＝１００kＨｚ。

解:（1）多個(gè)電阻的熱噪聲多個(gè)電阻混聯(lián)（溫度相同）時(shí)的熱噪聲等與混聯(lián)后的總電阻產(chǎn)生的熱噪聲。（2）熱噪聲通過(guò)線性網(wǎng)絡(luò)（3）噪聲帶寬

設(shè)|H(jω)|的最大值為H0,則可定義一等效噪聲帶寬Bn,

則等效噪聲帶寬Bn為設(shè)一線性系統(tǒng),其電壓傳輸函數(shù)為H(jω)。設(shè)輸入一電阻熱噪聲,均方電壓譜為SUi=4kTR,輸出均方電壓譜為SUo,則輸出均方電壓Un2為2、晶體管噪聲晶體管噪聲主要包括以下四部分。（1）熱噪聲構(gòu)成晶體管的發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)的體電阻和引線電阻均會(huì)產(chǎn)生熱噪聲,其中以基區(qū)體電阻rbb′的影響為主。（2）散彈噪聲散彈噪聲是晶體管的主要噪聲源。它是由單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)ＰＮ結(jié)的載流子數(shù)目隨機(jī)起伏而造成的。人們將這種現(xiàn)象比擬為靶場(chǎng)上大量射擊時(shí)彈著點(diǎn)對(duì)靶中心的偏離,故稱為散彈噪聲。在本質(zhì)上它與電阻熱噪聲類似,屬于均勻頻譜的白噪聲。

（3）分配噪聲在晶體管中,通過(guò)發(fā)射結(jié)的非平衡載流子大部分到達(dá)集電結(jié),形成集電極電流,而小部分在基區(qū)內(nèi)復(fù)合,形成基極電流。這兩部分電流的分配比例是隨機(jī)的,從而造成集電極電流在靜態(tài)值上下起伏變化,產(chǎn)生噪聲,這就是分配噪聲。分配噪聲實(shí)際上也是一種散彈噪聲,但它的功率頻譜密度是隨頻率變化的,頻率越高,噪聲越大。（4）閃爍噪聲產(chǎn)生這種噪聲的機(jī)理目前還不甚明了,一般認(rèn)為是由于晶體管表面清潔處理不好或有缺陷造成的,其特點(diǎn)是頻譜集中在約１kＨｚ以下的低頻范圍,且功率頻譜密度隨頻率降低而增大。在高頻工作時(shí),可以忽略閃爍噪聲。3、場(chǎng)效應(yīng)管噪聲場(chǎng)效應(yīng)管是依靠多子在溝道中的漂移運(yùn)動(dòng)而工作的,溝道中多子的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)會(huì)在場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流中產(chǎn)生類似電阻的熱噪聲,