【正文】 //lg10 dBPPPPNFnosonisi?從式 （ ） 可以看出 ,ＮＦ 是一個大于或等于１的數(shù) 。 其值越接近于１ , 則表示該放大器的內(nèi)部噪聲性能越好 。 () １ . 82 2. 噪聲系數(shù) ＮＦ 可以改寫成各種不同的表達形式 , 以便于分析和計算。 其中一種形式是用額定功率來代替實際功率 , 即不用考慮實際負載的大小 , 僅考慮 一種最佳情況 。 這樣 , 噪聲系數(shù)可寫成 //s A i n A is A o n A oPPNFPP?() 根據(jù)式（ ） , 上式又可寫成 1 n A op A n A iPNFGP?() 83 因為 PnAi=kT0BW PnAo=PnAiGpA+PnAn () () 其中 Ｐ nAn是放大器內(nèi)部噪聲額定功率。把上面兩個式子代入式（ ），可得 BWkTGPPGPGPNFpAnA nnA ipAnA npAnA i?????01() 84 3. 由式 （ ） 可得到放大器內(nèi)部噪聲額定功率 Ｐ nAn的表達式 , 即 Ｐ nAn＝ (ＮＦ －１ )Ｇ pAkＴ 0ＢＷ () 上式說明 , 當 ＮＦ ＝１時 , Ｐ nAn＝０ , 進一步表明了噪聲系數(shù)是衡量放大器內(nèi)部噪聲性能的參數(shù) 。 85 ４ . 先考慮兩級放大器 。 設它們的噪聲系數(shù)和額定功率增益分別為 ＮＦ ＮＦ 2和 Ｇ PA Ｇ PA2, 且假定通頻帶也相同 。 這時 ， 總輸出噪聲額定功率 Ｐ nAo由三部分組成 , 即 Ｐ nAo＝ Ｐ nAiＧ PA1Ｇ PA2＋ Ｐ nAn1Ｇ PA2＋ Ｐ nAn2 () 其中 ， Ｐ nAn1和 Ｐ nAn2分別是第一級放大器和第二級放大器的內(nèi)部噪聲額定功率 。 86 由式（ ）可寫出 Ｐ nAn1＝ (ＮＦ 1－１ )Ｇ PA1kＴ 0ＢＷ Ｐ nAn2＝ (ＮＦ 2－１ )Ｇ PA2kＴ 0ＢＷ () () 將式（ ）、 （ ）、 （ ）代入式（ ）中 , 然后再將式（ ）和（ ）代入式（ ）中 , 其中 GPA=GPA1GPA2, 最后可求得兩級放大器總噪聲系數(shù)為 1211PAGNFNFNF ???() 87 對于 n級放大器 , 將其前 n1級看成是第一級 , 第 n級看成是第二級 , 利用式 ()可推導出 ｎ 級放大器總的噪聲系數(shù)為 )1(1213121111?????????nPAPAnPAPAPA GGNFGGNFGNFNFNF??() 可見 , 在多級放大器中 , 各級噪聲系數(shù)對總噪聲系數(shù)的影響是不同的 , 前級的影響比后級的影響大 , 且總噪聲系數(shù)還與各級的額定功率增益有關(guān)。 所以 , 為了減小多級放大器的噪聲系數(shù) , 必須降低前級放大器（尤其是第一級）的噪聲系數(shù) , 而且 增大 前級放大器（尤其是第一級）的 額定功率增益 。 88 ５ . 無源網(wǎng)絡內(nèi)部不含有源器件 ， 但總會含有耗能電阻 ， 所以從噪聲角度來說 ， 可以等效為一個電阻網(wǎng)絡 。 由于 電阻的噪聲額定功率與阻值無關(guān) ， 均為 ， 因此無源網(wǎng)絡的輸入噪聲額定功率和輸出噪聲額定功率相同 ， 將其代入式 ()， 可知 無源四端網(wǎng)絡噪聲系數(shù)為 1PANFG?() k T BW??89 【 例 】 某接收機由高放 、 混頻 、 中放三級電路組成 。 已知混頻器的額定功率增益 Ｇ PA2＝０ .２ , 噪聲系數(shù) ＮＦ 2＝１０ｄＢ , 中放噪聲系數(shù) ＮＦ 3＝６ｄＢ , 高放噪聲系數(shù) ＮＦ 1＝３ｄＢ 。 如要求加入高放后使整個接收機總噪聲系數(shù)降低為加入前的 1/10, 則高放的額定功率增益 Ｇ PA1應為多少 ？ 解 : 先將噪聲系數(shù)分貝數(shù)進行轉(zhuǎn)換 。 ３ｄＢ 、 １０ｄＢ 、 ６ ｄＢ分別對應為２ 、 １０ 、 ４ 。 因為未加高放時接收機噪聲系數(shù)為 14101232 ???????PAGNFNFNF90 所以 , 加高放后接收機噪聲系數(shù)應為 39。 ?? NFNF又 2131211139。PAPAPA GGNFGNFNFNF ?????因此 dBNFNFGNFNFG PAPA)14()110(39。/)1()1(12321????????????91 由例 , 加入一級高放后使整個接收機噪聲系數(shù)大幅度 下降 , 其原因在于整個接收機的噪聲系數(shù) 并非只是各級噪聲系數(shù)的簡單疊加 , 而是各有一個不同的 加權(quán)系數(shù) , 這從式（ 1． 3． 25） 很容易看出。 未加高放前 , 原作為第一級的混頻器噪聲系數(shù)較大 , 額定功率增益小于１； 而加入后的第一級高放噪聲系數(shù)小 , 額定功率增益大。 由此可見 , 第一級采用低噪聲高增益電路是極其重要的 。 92 *噪聲溫度 Ｔ e :是將實際四端網(wǎng)絡內(nèi)部噪聲看成是理想無噪聲四端網(wǎng)絡輸入端信號源內(nèi)阻 Ｒ s在溫度 Ｔ e時所產(chǎn)生的熱噪聲 , 這樣 ,Ｒ s的溫度則變?yōu)?Ｔ 0＋ Ｔ e, 這種等效關(guān)系如圖 所示 。 圖 噪聲溫度與噪聲系數(shù)的等效關(guān)系 線 性 四 端網(wǎng) 絡( 有 內(nèi) 部 噪聲 )GPA N F ＞ 1Rs( T0)Pn A o線 性 四 端網(wǎng) 絡( 理 想 無 噪聲 )GPA N F ＝ 1Rs( T0＋ Te)Pn A o( a ) ( b )93 由圖 （ ａ ） 并根據(jù)式 ()、 （ ） 和 ()可以 PnAo=PnAiGPA+PnAn=kT0BWGPANF () 由圖 （ b） 可寫出 Ｐ nAo＝ k(Ｔ 0＋ Ｔ e)ＢＷ Ｇ PA () 對比式 （ ） 和 （ ） 可得到 Ｔ e與 ＮＦ 的關(guān)系式為 00)1 (1eeT NF TTNFT ???? 或可見 , Ｔ e值越大 , 表示四端網(wǎng)絡的噪聲性能越差 ，理想四端網(wǎng)絡的 Ｔ e為零。 94 噪聲溫度 Ｔ e常用在 低噪聲 接收系統(tǒng)中 , 其特點是 把噪聲系數(shù)的尺度放大了 , 便于比較 。 如：某衛(wèi)星電視接收機中高頻頭（由低噪聲高頻放大器、混頻器、本機振蕩器和中頻放大器組成）有三種型號 , 其噪聲溫度分別為２５Ｋ、２８ Ｋ和３０Ｋ , 對應的噪聲系數(shù)分別為１ .０８６２、 １ .０９６６和１ .１０３４?？梢?, 在 低噪聲 時采用噪聲溫度比采用噪聲系數(shù)更容易和更方便顯示其噪聲性能的差別。 95 接收靈敏度是指接收機正常工作時 ， 輸入端所 必須得到的最小信號電壓或功率 。 顯然 ， 靈敏度越高 ， 能夠接收到的信號越微弱 。 設靈敏度電壓為 EA，接收天線等效電阻為 RA，參照式 （ 1. ）和（ ），則接收機輸入端 額定信噪比 為 BWkTREPP AAnisi??02 4/96 若正常工作時接收機輸出 額定信噪比 D=Pso/Pno，則有 DBWRkTEPPPPNFAAnosonisi????024//所以 NFDBWRkTE AA ???? 04 由式（ ）定義的靈敏度主要取決于接收機內(nèi)部噪聲NF的大小。 NF越小，則 EA越小，靈敏度越高 。超外差式接收機的靈敏度一般在 ～ 1 μV之間。 （ ） 97 課后習題 ? ?