噪聲系數(shù)計(jì)算方法
研究噪聲的目的在于如何減少它對(duì)信號(hào)的影響。 因此,離開信號(hào)談噪聲是無(wú)意義的。
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????? 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,即信噪比,記為S/N(信號(hào)功率與噪聲功率比)。 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。 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1,則信號(hào)仍然會(huì)淹沒在噪聲中而無(wú)法辨別。 因此信噪比是描述信號(hào)抗噪聲質(zhì)量的一個(gè)物理量。
1 噪聲系數(shù)的定義
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
設(shè)Pi為信號(hào)源的輸入信號(hào)功率,Pni為信號(hào)源內(nèi)阻RS產(chǎn)生的噪聲功率,Po和Pno分別為信號(hào)和信號(hào)源內(nèi)阻在負(fù)載上所產(chǎn)生的輸出功率和輸出噪聲功率,Pna表示線性電路內(nèi)部附加噪聲功率在輸出端的輸出。
已知噪聲功率是與帶寬B相聯(lián)系的。
噪聲系數(shù)與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。定義:Pni為信號(hào)源內(nèi)阻Rs的最大輸出功率,為kTB
噪聲系數(shù)的大小與四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的匹配情況無(wú)關(guān)
噪聲系數(shù)的定義只適用于線性或準(zhǔn)線性電路
信噪比與負(fù)載的關(guān)系
設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為RS,信號(hào)源的電壓為US(有效值),當(dāng)它與負(fù)載電阻RL相接時(shí),在負(fù)載電阻RL上的信噪比計(jì) 算如下:
在負(fù)載兩端的信噪比結(jié)論: 信號(hào)源與任何負(fù)載相接本不影響其輸入端信噪比,即無(wú)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之比。
2.? 噪聲系數(shù)的計(jì)算
用額定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)源電路如圖所示。 任何信號(hào)源加上負(fù)載后,其信噪比與負(fù)載大小無(wú)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。
放大器的噪聲系數(shù)NF為
Pasi和Pao分別為放大器的輸入和輸出額定信號(hào)功率,Pani和Pano分別為放大的輸入和輸出額定噪聲功率,Gpa為放大器的額定功率增益。
額定功率, 又稱資用功率或可用功率, 是指信號(hào)源所能輸出的最大功率, 它是一個(gè)度量信號(hào)源容量大小的參數(shù), 是信號(hào)源的一個(gè)屬性, 它只取決于信號(hào)源本身的參數(shù)——內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì), 與輸入電阻和負(fù)載無(wú)關(guān), 如圖所示。
(a) 電壓源; (b) 電流源
放大器的噪聲系數(shù)NF為
對(duì)于無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò),輸出端匹配時(shí),輸出的額定噪聲功率Pano= kTB,? 所以噪聲系數(shù):
抽頭回路的噪聲系數(shù)
?輸入端信號(hào)源的最大輸出功率,即二端網(wǎng)絡(luò)最大輸入功率為 :將信號(hào)源電導(dǎo)等效到回路兩端, 為p2gS, 等效到回路兩端的信號(hào)源電流為pIS, 輸出端匹配時(shí)信號(hào)源的最大輸出功率,即二端網(wǎng)絡(luò)輸出端最大功率為:
評(píng)論
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