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噪声系数噪声系数特点

2022/07/16162 作者:佚名
导读:噪声系数F表征二端口网络对信噪比影响的情况。对于一个无噪声的理想放大器,F=1;而对于具有内部噪声源的实际放大器,F>1。F越大,说明放大器内部噪声越严重,放大器导致的信噪比恶化程度越严重。 设由源电阻RS的噪声经无噪声二端口放大后的输出噪声功率为PRS,见图3-19;实际二端口输入端连接到一个无噪声的电阻RS时的输出噪声功率为PTP,PTP纯属二端口的噪声贡献。则式可表示为 由上式可见,如果人为

图3-19 噪声系数F表征二端口网络对信噪比影响的情况。对于一个无噪声的理想放大器,F=1;而对于具有内部噪声源的实际放大器,F>1。F越大,说明放大器内部噪声越严重,放大器导致的信噪比恶化程度越严重。

设由源电阻RS的噪声经无噪声二端口放大后的输出噪声功率为PRS,见图3-19;实际二端口输入端连接到一个无噪声的电阻RS时的输出噪声功率为PTP,PTP纯属二端口的噪声贡献。则式可表示为

由上式可见,如果人为地增加信号源的电阻,则其热噪声增加,PRS也会增加,噪声系数会降低,尽管输出噪声功率已增加。这说明,噪声系数只是提供了由二端口产生的噪声和信号源噪声之间的比较,而不是对二端口噪声的绝对估计值。

此外,噪声系数还具有下列特点:

(1)此参数不包括负载对输出噪声的贡献。

(2)噪声系数密切依赖于信号源的内阻。

(3)无噪声二端口的噪声系数为1。

(4)一个含噪声二端口总是会将其自身噪声添加到信号源的噪声,这种贡献可用(F-1)来估计。换言之,噪声系数总大于1。

(5)如果没有信号源内部阻抗的信息,噪声系数的概念是没有意义的。

(6)相对于S/N,噪声系数更便利于测量和计算,因为没有必要知道信号的振幅。此外,由噪声系数的表达式可推导m信号源电阻的最优值,而对于S/N,信号源电阻最优值是零。

上述结论说明,为什么许多人仍然认为降低噪声系数是低噪声设计的主要目标,尽管有证据表明,在任何通信链路或传感器一放大器系统中,更为重要的是信噪比S/N而不是噪声系数。

噪声系数的定义涉及下列几个限制:

(1)如果信号源的内部阻抗是纯电抗,它无噪声,由此导致噪声系数变为无穷大。

(2)当二端口添加的噪声与源噪声相比可忽略时,噪声系数是两个几乎相等的量的比值。这可能会导致不可接受的误差。

(3)噪声系数的值取决于信号频率、偏压、温度以及信号源阻抗。如果这些条件不同.比较两个噪声系数是毫无意义的。

(4)噪声系数被定义在标准参考温度(290K),只有使用相同的参考温度,它才是有意义的。因此,它不像噪声温度那么通用,噪声温度只要求噪声功率必须是已知的,而对温度没有任何限制。

此外,噪声系数只适用于线性电路,对于非线性电路,即使电路内部没有任何噪声源,其输出端的信噪比也与输入端不同,噪声系数的概念不再适用。

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