高频电子电路3.ppt

06十一月20243.1概述
1、干扰（或噪声）的概念（广义）：是指电路中除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。
2、干扰（狭义）：是指由外部来的无用信号或电磁骚动的总称，通常又称外部干扰。
3、噪声（狭义）：是指由与电路或系统内部产生的各种无用信号或电磁骚动的总称，通常又称内部噪声。
4、抑制外部干扰的主要措施包括：消除干扰源、切断干扰传播途径和躲避干扰等。
3.2噪声的来源与特性
1.电阻热噪声
因热运动而产生的起伏电压就称为电阻的热噪声图电阻热噪声等效电路2.二极管的噪声3.晶体三极管的噪声5.接收天线噪声1噪声系数的定义其中Ｐnao是放大器内部噪声额定功率。3.3.2信噪比与负载的关系额定功率,是指信号源所能输出的最大功率,它是一个度量信号源容量大小的参数,是信号源的一个属性,它只取决于信号源本身的参数——内阻和电动势,与输入电阻和负载无关,如图1所示。上图(a)和(b)的其额定功率分别为
(1)
和
(2)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
(3)
因为Pai=kTB，Pano=GPmPani+Panm，所以
(4)式中，Pai和Pao分别为输入和输出的信号额定功率;Pani和Pano分别为输入和输出的噪声额定功率;Panm为网络内部的最大输出噪声功率。也可以等效到输入端，有
(5)
式中，Pani=Panm/GPm是网络额定输出噪声功率等效到输入端的数值。如图2所示的无源四端网络，由于在输出端匹配时，输出的额定噪声功率Pano也为kTB，因此，由式(3)得无源四端网络的噪声系数
(6)
式中，L为网络的衰减倍数。例1：现以图3的抽头电路为例，计算噪声系数。
解：将信号源电导等效到回路两端,为p2GS,等效到回路两端的信号源电流为pIS,输出端匹配时的最大输出功率为3.3.4多级放大器噪声系数的计算例2下图是一接收机的前端电路,高频放大器和场效应管混频器的噪声系数和功率增益如图所示。试求前端电路的噪声系数(设本振产生的噪声忽略不计)。解将图中的噪声系数和增益化为倍数,有3.3.5等效噪声温度3.3.6晶体管放大器的噪声系数3．3.7噪声系数与灵敏度
噪声系数是用来衡量部件(如放大器)和系统(如接收机)噪声性能的。
根据噪声系数的定义，噪声性能的好坏又决定输出信号噪声功率比，同时当要求输出一定信噪比时，它又决定输入端必须的信号功率，也就是说决定输入端放大（接受）微弱信号的能力。
灵敏度就是保持接收机输出端信噪比一定时,接收机输入的最小信号电压或功率(设接收机有足够的增益)。
例3：设某电视接收机，正常接收时所需最小信号噪声功率比为20dB，电视机的带宽为6MHz，接收机前端电路的噪声系数为10dB，求接收机前端电路输入信号电平（灵敏度）至少为多少？
解：噪声系数NF=10dB=10，
输出信噪比(S/N)o=20dB=100
则输入信噪比(S/N)i=NF×(S/N)o=1000
根据噪声系数的定义，输入噪声功率为kTB
故，输入信号功率为：Si=1000kTB=23.8pW
设信号源内阻为75欧姆，则所需最小信号电势为：提高接收机的灵敏度的途径:一是尽量降低接收机的噪声系数NF，另一个是降低接收机前端设备的温度T。
接收机的线性动态范围DR：指接收机任何部件在都不饱和情况下的最大输入信号功率Simax与接收机灵敏度(用功率表示)之比，有
DR(dB)=Simax(dBm)+114(dBm)－B(dBMHz)－NF(dB)
式中，NF为接收机总噪声系数，B为接收机带宽，Simax为接收机在1dB压缩点时的最大输入信号功率。用噪声信号源的测量方法3.4降低噪声系数的措施

根据上面所讨论的结果，有3种经常采用的减小噪声系数的措施。

选用低噪声器件和元件

正确选择晶体管放大级的直流工作点

3.选择合适的信号源内阻

3.5工业干扰与天电干扰本章小结3.干扰和噪声是两个同义的术语，波有本质的区别。习惯上，将外部来的称为干扰，内部产生称为噪声，本章主要讨论具有起伏性质的内部噪声。外部也有一部分具有起伏性质的干扰一并讨论。即使内部干扰，也有人为的（或故障性的）和固有的内部噪声才是我们要讨论的内容。

4.抑制外部干扰的措施主要是消除干扰源，切断干扰传播途径和躲避干扰。电台的干扰实际上主要是外部干扰，有关这一部分内容放在以后的“混频器干扰”一节中讨论。

应该指出，干扰和噪声问题涉及的范围很广，理论和计算都很复杂，详细分析已超出范围，本章主要介绍有关电子噪声的一些基本概念和性能指标。