噪聲與干擾ppt課件(2)-文庫(kù)吧資料
2025-05-12 22:02本頁(yè)面
【正文】 影響電子設(shè)備的性能指標(biāo)： ?來(lái)自電路外部的無(wú)用信號(hào)稱為外部噪聲，通常也稱為干擾 本章主要討論自然噪聲： ?噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) ?噪聲的表示和計(jì)算 ?干擾和噪聲都具有隨機(jī)性 電阻熱噪聲的來(lái)源與特點(diǎn) 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 由電阻內(nèi)部的自由電子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，又稱為起伏噪聲： 是許多持續(xù)時(shí)間極短的脈沖電流疊加的結(jié)果 長(zhǎng)時(shí)看總和為零，但在每一瞬時(shí)電流在某一方向都有一定數(shù)值 頻率范圍很寬，可認(rèn)為是 “ 白 噪聲 ” tOI0 tOI電阻熱噪聲的大小 (一 ) 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 噪聲電壓的均方值： 2201l im ( )TnnTe e t d tT??? ?可看做是噪聲電壓在單位電阻上消耗的平均功率 功率譜密度 ：?jiǎn)挝活l帶內(nèi)的功率 ()Sf電阻熱噪聲電壓的功率譜密度： ( ) 4 ( / )S f k T R W H z?231 .3 8 1 0 /k J K???波爾茲曼常數(shù) T為熱力學(xué)溫度 R為電阻的阻值 電阻熱噪聲的大小 (二 ) 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) ( ) 4 ( / )S f k T R W H z?若系統(tǒng)工作頻帶 (或測(cè)量噪聲功率時(shí)的頻帶寬度 )為 ，則電阻熱噪聲的均方值為： f?2 4ne k TR f??有效值為： 2 4nnE e k TR f? ? ?實(shí)際電路中的電阻建模形式： 2 4/ni k T f R??ABR AB()R理 想2ne1/()GR?理 想AB2ni電阻熱噪聲的額定噪聲功率 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) ()R理 想2nv LR易知當(dāng)噪聲源的負(fù)載與其內(nèi)阻匹配時(shí)，噪聲源能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率傳輸 LRR?對(duì)于實(shí)數(shù)阻抗網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，當(dāng) 時(shí)， nP kT f??該功率又被稱為噪聲源的資用功率(available power)： ?僅與噪聲源本身有關(guān)，與負(fù)載無(wú)關(guān)，表示噪聲源輸出功率的最大能力 ?與電阻本身的大小無(wú)關(guān)，僅與溫度和系統(tǒng)帶寬有關(guān) 2 /4M S SP V R?例題 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) ?放大器的工作帶寬為 2MHz，信號(hào)源電阻為 ，當(dāng)工作溫度為 ，電壓增益為 ，輸入信號(hào)有效值為 時(shí)，試計(jì)算輸出信號(hào)有效值 (有用信號(hào)和噪聲 )，假定放大器所產(chǎn)生的噪聲及其它噪聲可以忽略 200? 27 C?200 5 V?23 64 4 10 300 2 10 200inV k T R fV??? ? ? ? ? ? ? ? ??200 5 1200 oino inV A V m VV A V m V? ? ? ? ?? ? ? ? ?等效噪聲帶寬 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 22200( ) ( ) | ( ) |( ) ( ) | ( ) |oin o iS f S f H fv S f d f S f H f d f???????若輸入信號(hào)為白噪聲： 22 2 2 00 200| ( ) || ( ) |n i iH f dfv S H f df S H H???? ??定義線性系統(tǒng)的等效噪聲帶寬為： 20 20| ( ) |nH f dfBW H?? ?傳 遞 函 數(shù)為 ()Hf()iSf ()oSff2 ()Hf20H 0fnBW()iSff f2 ( ) ( )iH f S f()oSf0f則有： 22 020| ( ) |n i ninv S H f BWS H BW??等效噪聲帶寬與輸入噪聲無(wú)關(guān)，而由傳遞函數(shù)決定 有頻響的線性網(wǎng)絡(luò)使白噪聲變成有色噪聲 0 .7(1 )2nB W B W??例題 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 設(shè)下圖中的電容為無(wú)損耗電容，求輸出端噪聲電壓的均方值 RC RC()Sf 2nv2nv無(wú)噪聲 RC網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： 1() 12Hf j fR C?? ?故 222001( ) | ( ) | 41 ( 2 )nkTv S f H f df k T R dffRC C???? ? ? ????等效噪聲帶寬為： 2022 00| ( ) | 111 ( 2 ) 4nH f d fB W d fH fRC R C???? ? ??? ?電抗元件的熱噪聲？ 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 理想電抗元件不產(chǎn)生熱噪聲 實(shí)際的電感和電容，由于存在一定的損耗電阻或漏電導(dǎo)，而被認(rèn)為是有噪元件 電感的損耗電阻一般不能忽略 電容的損耗電阻通?？梢院雎? 晶體管的噪聲 (一 ) 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 晶體管噪聲的來(lái)源有如下四種： 熱噪聲 晶體管三個(gè)區(qū)的體電阻和引線電阻均會(huì)產(chǎn)生熱噪聲。其中 為主要噪聲源 39。故在低噪聲放大器中，第一級(jí)的工作電流設(shè)計(jì)得較小 0I晶體管的噪聲 (二 ) 第一節(jié)：噪聲的來(lái)源和特點(diǎn) 分配噪聲 由于載流子在基區(qū)復(fù)合的隨機(jī)性，造成集電極和基
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