登录
2019-04-16 19:28:28

噪声系数 免费编辑 添加义项名

B 添加义项
?
候村常端迫权问项指多义词的不同概念,如李娜的义项:网球运动员、歌手等;非诚勿扰的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。 查看详细规酸职些以联跟成随范>>
所属类别 :
电子技术
检料根雨电子技术
编辑分类

为了衡量某一线性电路(如放大器)或一系统(如接收机)的噪声特性,通常需要引入一个衡量电路或系统内部噪声大小的量度。有了这种量度就可以比较不同电路噪声性能的好坏,也可以据此进行测量。广泛使用的一个噪声量度称作噪声系数。

基本信息

  • 中文名

    噪声系数

  • 外文名

    Noise Factor

  • 公式表示

    输入端信噪比/输出端信噪比

  • 常用单位

    dB

  • 影响因素

    信号源内阻、工作带宽等

  • 性质

    放大器的噪声性能的一个参量

折叠 编辑本段 简介

由于放大器本身有噪声,输出端的包路鲁信噪比和输入端信噪比来自是不一样的,为此,使用噪声系数来衡量放大器本身的噪声水平。该系数表征放大器的噪声性能恶化程度的一个参量,并不是越大越好,它的值越大,说明在传输过程中掺入的噪声也就越大,360百科反映了器件或者信道特性的不理想。

在一些部件和系统中,噪声对它们性能的影响主要表现于信号与噪声记团决判的相对大小,即信号噪声功率比上。就以收音机和电视机来说,若输出端的信噪比越大,声音就越清楚,图像就越清晰。因此,希望有这样的电路和系统:当有用信号和输入端的噪声通过它们时,此系统不引入附加的噪声。这意味着输出端与输入端具有相同的信噪比。实际上,由于电路或系统内部总有附加噪声,信噪比不可能不变。我们希望输出端信噪比的下降应尽可能小。

创磁十兵六众呢折叠 编辑本段 放大电路噪声指标

公式表示为:噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比,单位常用"dB"。

在放大器的噪声系数比较低的情况下,通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表鸡不物松向示。

放大电路不仅把输入端的噪声放大,而且放大电路本身也存在噪声。所以,其输出端的信噪比必小于输入端信噪比。在放大器中,内部噪声与外部噪声愈小愈好。放大电路本身噪声越大,它的输出端信噪比越小于输入端信噪比,NF就越大。

噪声系数与噪声温度的关系为:T章律丝=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 其中:T0-绝对温度(290K)。

折叠 编辑本段 噪声系数特点

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;而对于具玉无陆食答冲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。

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3-1独波9;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,P指培以上前八成刑亲收TP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快孩念)此参数不包括负载德裂具吸苏重类济服喜演对输出噪声的贡献。

(2)模粒滑将噪声系数密切依赖于信号源的内阻维香保哪列友料

(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,噪声系识令改日色足照出数总大于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而不是噪声伤氧波款德鲜止系数。

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,由饭富般商多帮还此导致噪声系数变为无穷大。

(2)当二端口添加的噪声齐龙倍表虽级检义配干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、温度以及信压财号源阻抗。如果这些条件结希耐场苏不同.比较两个噪声系数是毫编表那无意义的。

(4)噪声标胡接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。

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且概攻右吧弱不同,噪声系数的概念不再适用。

折叠 编辑本段 心际刚急缩汽凯让况学减小噪声的措施

1.选用低噪声元、器件

在放大或其他电路中,电子元、器件的内部噪声起着重要作用。因此,改进电子元、器件的噪声性能和选用低噪声的电子元、器件,就能大大降低电路的噪声系数。

对晶体管而言,应选用rb(rbb')和噪声系数NF小的管子(可由手册查得季封阶食想,但NF必须是高频工作时的数值)。除采用晶体管外,还广顶吧互而夫急助从泛采用场效应晶体管做放大器和混频器,因为场效应晶体管的噪声电平低,尤其是最近发展起来的砷化镓金属半导体场效应晶体管(MESFET),它的噪声系数可低到0.5~1dB。

宪具转袁补业害元时倒在电路中,还必须谨慎地选用其他能引起噪声的电路元件,其中最主要的是电阻元件,宜选用结构精吗事便兵斯五纪些短盾务细的金属膜电阻。

2.正确选择晶体管放大级的静态工作点

图10.3.4为某晶体管的NF与IEQ的变化曲线。从图中可以看出,对于一定的信号源内阻RS,存在着一个使NF最小的最佳电流IEQ值。因为IEQ改变时,直接影响晶体管的参数。当延九斤价害衡完村唱营参数为某一值,满足最佳条件时,可使NF达到最小值。如IEQ太小,晶体管功率增益太低,使NF上升;如IEQ太大,又由于晶体管的散粒和分配噪声增加,也使NF上升。所以IEQ为某善来众轮波一值时,NF可以达到最小请风训关织旧庆铁渐简。从图10.3.4中约损济轮巴还可看出,对于不同的信号源内阻RS,最佳的IEQ也不同图10.3.4晶体管的NF与IEQ的关系曲线

当然,NF还分别与晶体管的VCBQ和CCEQ有关,但通常VCBQ和CCEQ热士穿至蒸被米对NF的影响不大。电压低时,NF略有下降。

3.选择合适的信号源内阻RS

信号源内阻R衡当S变化时,也影响NF的大小。当RS为某一最佳值时,NF可达到最小。晶体管共发射极轻破低讨称和共基极电路在高频工作时,这个最佳内阻为坏低季台成免立致境束殖几十到几百欧(当频率更高时,此府战线吧印值更小)。在较低频率范围内,这个最佳内阻为500~200条罪先按影0Ω,此时最佳内阻和共发射极放大器的输入电阻接近。因此,可以用共发射极放大器使获得最小噪声系数NF的同时,也能获得最大功率增益。在较高频工作时,最佳内阻和共基极放大器的输入电阻接近,因此,可用共娘集它写几气朝基极放大器,使最佳内阻值与输入电阻相等,这样就同时获得最小噪声系数和最大功率增益。

4.选择合适的工作带宽

根据上面的讨论,噪声电压都与通带宽度有关。接收机或放大器的带宽增大时,接收机或放大器的各种内部噪声也增大。因此,必须严格选择接收机或放大器的带宽,使之既不过窄,以能满足信号通过时对失真的要求,又不致过宽,以免信噪比下否供声搞司维远鲁秋额通降。

5.选用合适的放组牛年大电路

共发射极一共基极级联的放大器、共源极一共栅极级联的放大器都是优良的高稳定和低噪声电路。

6.热噪声

热噪声是内部噪声的主要来源之一,所以降低放大器,特别是接收机前端主丰众群要器件的工作温度,对减小噪声系数是有意义的。对灵敏度要求特别高的设备来说,降低噪声温度是一个重要措施。例如,卫星地面站接收机中常用的高频放大器就采用"冷参放"(制冷至20~80K的参量放大器)。其他器件组成的放大器制冷后,噪声系数也有明显的降低。

阅读全文

热点资讯

我的关注