【正文】 ) (278) 把電路內(nèi)部噪音折算到輸入 ,而電路作為理想電路 ,折算到輸入 的噪音可以看作是由于信號(hào)源內(nèi)部溫度升高后 ,信號(hào)源額外輸 出的噪音 噪聲系數(shù)的計(jì)算 1． 額定功率法 為了計(jì)算和測(cè)量的方便，四端網(wǎng)絡(luò)的 噪聲系數(shù)也可以用額定功率增益 來定義，為此，我們引入“額定功率”和“額定功率增益”的概念。 (1)以額定功率定義的噪音系數(shù) 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)載無關(guān) , 如圖 2 39 所示 。 RSESRL＝ RSISRSRL＝ RS( a ) ( b )圖 2 — 39 （ a） 電壓源 。 （ b） 電流源 22414SamSam S SEPRP I R??(279) (280) 對(duì)于一個(gè)四端線性網(wǎng)絡(luò)， 當(dāng)它的輸入電阻等于信號(hào)源內(nèi)阻，輸出電阻等于負(fù)載電阻時(shí) ，它可獲的最大的輸入和輸出功率，即額定輸出和額定輸入功率。 k T BR Bk T RRENsssnsmi ??? 4442額定輸入噪音功率： 根據(jù)噪聲系數(shù)的定義 , 分子和分母都是同一端點(diǎn)上的功率比 , 因此將實(shí)際功率改為額定功率 , 并不改變?cè)肼曄禂?shù)的定義 (輸入電壓與輸入噪聲同除一個(gè)相同的電阻 ,輸出電壓與輸出噪音同除一個(gè)電阻 ,所以輸入或輸出的信噪比跟功率比沒有改變 ), 則用額定功率表示的噪音系數(shù)為： 1s m i m i m o m a m oiFs m o m o pm m i pmP N N N NNP N K N K kTB kTB? ? ? ? ?輸出額定功率折算 到輸入 式中 , Psmi和 Psmo分別為輸入和輸出的信號(hào)額定功率 。 Nmi和Nmo分別為輸入和輸出的噪聲額定功率 。 Nmn為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的最大輸出噪聲功率 ， 式中 , Nmoi=Nmo/KPm是網(wǎng)絡(luò)額定輸出噪聲功率等效到輸入端的數(shù)值 。 對(duì)于無源網(wǎng)絡(luò) ， 輸出的額定噪音功率也是 kTB,因此噪音系數(shù)又可以寫成： LKNK NNpmmipmmoF ???1這說明，無源網(wǎng)絡(luò)的噪音系數(shù)正好等于網(wǎng)絡(luò)的衰減倍數(shù)。 例 , 已知一抽頭電路如圖 241，求它的噪音系數(shù)。 pISGSL C G圖 2 — 41抽頭回路的噪聲系數(shù) 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)的最大輸出功率為 ： (2)舉例 22224 ( )4Ss m oSSs m iSpIPG p GIPG???輸入端信號(hào)源的最大輸出功率為： SSSs m os m ipmF GpGGpGpGPPKN 22211 ??????因此 , 網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)為： 2. 級(jí)聯(lián)四端網(wǎng)絡(luò)的噪音系數(shù) 第一級(jí)N F1 K P m 1k TB N 1 第二級(jí)N F2 K P m 2N o12ooFP m pm pmNNNK kTB K K kTB?? 式中 , No為總輸出額定噪聲功率 , 它由三部分組成 : 經(jīng)兩級(jí)放大的輸入信號(hào)源內(nèi)阻的熱噪聲 。 經(jīng)第二級(jí)放大的第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的附加噪聲 。 第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的附加噪聲 , 即 21221 aapmpmpmo NNKk T BKKN ???圖 2 42 兩級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù) 根據(jù)定義 , 級(jí)聯(lián)后總的噪聲系數(shù)為： (286) 按噪聲系數(shù)的表達(dá)式 , Na1和 Na2可分別表示為 k T BKNNk T BKNNpmFapmFa222111)1()1(????1 2 1 2 1 2 21 2 1 2 2( 1 ) ( 1 )( 1 )o p m p m p m p m F p m Fp m p m F F p mN K K k T B K K N k T B K N k T BK K N N K k T B? ? ? ? ???? ? ???1211PmFFpmoF KNNk T BKNN ????則： 將上式代入式（ 2 86） , 得 因此可以得出，對(duì)于 n級(jí)四端線性網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)的噪音系數(shù)為： ???????????112131211111np m iFnpmpmFpmFFFnp m ipmKN. . . . . .KKNKNNNKK（ 288） 從式 (2 88)可以看出 , 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的額定功率增益遠(yuǎn)大于 1時(shí) , 系統(tǒng)的總噪聲系數(shù)主要取決于第一級(jí)的噪聲系數(shù)。 越是后面的網(wǎng)絡(luò) , 對(duì)噪聲系數(shù)的影響就越小 , 這是因?yàn)樵降胶蠹?jí)信號(hào)的功率越大 , 后面網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部噪聲對(duì)信噪比的影響就不大了。 因此 , 對(duì)第一級(jí)來說 , 不但希望噪聲系數(shù)小 , 也希望增益大 , 以便減小后級(jí)噪聲的影響 。 這跟我們?cè)?《 模擬電子技術(shù) 》 課程里講的多級(jí)放大電路溫漂影響主要來自第一級(jí)的影響是一致的 例 2 3 圖 243 是一接收機(jī)的前端電路，高頻放大器和場(chǎng)效應(yīng)管混頻器的噪聲系數(shù)和功率增益如圖所示。試求前端電路的噪聲系數(shù) (設(shè)本振產(chǎn)生的噪聲忽略不計(jì) )。 解 將圖中的噪聲系數(shù)和增益化為倍數(shù)，有 KP1=101=10 NF1==2 KP2== NF2== 因此，前端電路的噪聲系數(shù)為 )dB (P1F2１FF ????? KNNN －圖 243 接收機(jī)前端電路的噪聲系數(shù) 3． 噪聲系數(shù)與靈敏度 噪聲系數(shù)是用來衡量部件 (如放大器 )和系統(tǒng) (如接收機(jī) )噪聲性能的。 靈敏度就是保持接收機(jī)輸出端信噪比一定 (一般為設(shè)計(jì)指標(biāo) )時(shí) , 接收機(jī)輸入的最小信號(hào)電壓或功率 (設(shè)接收機(jī)有足夠的增益 ) 根據(jù)噪音系數(shù)的定義，有： 20,4242i o oF i F iiooos s i s F i ssFoosS S SN S N NN N NSSE R S R N N k T B R NERNN??? ? ??Es為接收機(jī)所允許的最小信號(hào)電壓，那么有： 可見，噪音系數(shù)和輸出信噪比越大，靈敏度就越低。 而實(shí)際我們希望 輸出信噪比要大 , 則只有通過降低 噪聲系數(shù)和降低 信號(hào)源噪音功率 來達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo) 例，某一電視接收機(jī)，正常收看時(shí)所需最小信噪比為 20dB,電視機(jī)的帶寬為 6MHz,接收機(jī)前端噪音系數(shù)為 10dB,問接收機(jī)最小接受信號(hào)為多大？ 解：在多級(jí)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的情況下，可以認(rèn)為等效噪聲帶寬近似為網(wǎng)絡(luò)帶，而溫度位 290OK則： 23 6 1 2121 .3 8 1 0 2 9 0 6 1 0 1 0 1 0 2 4 p W2 2 2 4 1 0 7 5 8 5 ( V )ooi i F Foos i sSSS N N k TBNNNE S R ?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?總之，為了提高靈敏度，可采取以下措施： ● 盡量降低接收機(jī)的噪音系數(shù) ● 降低接收機(jī)前端電路的溫度 Thanks ！