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1、8.3 信噪比和噪声系数,8.3.1 信噪比,信噪比：衡量一个信号质量优劣的指标。它是在指定频带内，同一端口信号功率,当用分贝表示信噪比时，有,信噪比越大，信号质量越好。,8.3,8.3.2 噪声系数,噪声系数定义：线性四端网络输入端的信噪比与输出端的信噪比之比值。,是负载。,8.3.2,一、噪声系数,或用dB表示为,噪声系数通常只适用线性网络，因为非线性电路会产生信号和噪声的频率变换，噪声系数不能反映系统的附加噪声性能。,则噪声系数可以改写为,在输出端产生的噪声功率；,8.3.2,若设线性网络的功率增益,和线性网络本身的噪声在输出端产生的噪声功率,之和，即,为了更清楚地了解网络产生的噪声，对
2、信噪比的影响，噪声系数又可表示为,，故为无噪声的理性网络。,越大。,越小。,8.3.2,由上式可以得出下述结论：,这说明为了降低网络的噪声系数应设法增大线性网络的功率增益。,为了使信号源有最大输出功率，对于图8.3.2所示的网络，必须使放大器的输入电阻,因而额定输入信号功率为,额定输入噪声功率,8.3.2,为了计算和测量的方便，噪声系数也可以用额定功率（Rated Power）和额定功率增益的关系来定义。,所谓的额定功率是指信号源所能输出的最大功率。,由上两式知，不管信号源内阻如何，它产生的额定噪声功率是相同的，其大小只与电阻所处的环境温度T和系统带宽B有关。,是为什么接收机采用低内阻天线的原
3、因。,放大器的额定功率增益是指放大器（或线性网络）的输入端和输出端分别匹配（,率增益，即,和线性网络本身的噪声在输出端产生的额定噪声功率,8.3.2,将额定输入噪声功率式代入可得,假如，有两个四端网络级联，如图8.3.3所示。它们的噪声系数、额定功率增益、噪声带宽分别为,8.3.2,二、多级放大电路的噪声,分组成：,8.3.2,第二级网络的内部噪声输出端的噪声额定功率,8.3.2,可将前两级看做第一级，后面一级看做第二级，则可得到,为,同理，对n级电路组成的网络，总的噪声系数为,8.3.2,若各级噪声系数小而额定功率增益大，级联电路的,由以上公式可得出如下结论：,8.3.2,越是靠近前面几级的
4、噪声系数和额定功率增益对总的噪声系数影响越大。因此级联电路中最主要的是前面的第一、二级，最关键的是由第一级放大器的噪声系数,三、等效噪声温度,把网络的内部噪声折算到其输入端时，使噪声源电阻所升高的温度称为等效噪声温度 。,由于噪声源在网络输出端的额定噪声功率为,内部噪声在网络输出端的额定功率为 。,8.3.2,噪声温度的定义是：,所以，等效噪声温度为,8.3.2,8.3.3 减小噪声系数的措施,在放大或其它电路中，电子器件的内部噪声起着重要作用。因此，改进电子器件的噪声性能和选用低噪声的电子器件，就能大大降低电路的噪声系数。,根据上面讨论的结果，可提出如下减小噪声系数的措施：,一、选用低噪声元
5、、器件,的数值）。除采用晶体管外，目前还广泛采用场效应管做放大器和混频器，因为场效应管的噪声电平低，尤其是最近发展起来的砷化镓金属半导体场效应管（MESFET），它的噪声系数可低到0.5ldB。,8.3.3,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。宜选用结构精细的金属膜电阻。,图8.3.4可看出，对于不同的信号源内阻,，最佳的,值也不同。,当然，,还分别与晶体 管的,和,有关。但通常,8.3.3,二、正确选择晶体管放大级的静态工作点,三、选择合适的信号源内阻,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，以免信噪比下降。,8.3.3,四、选择合适的工作带宽,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。,8.3.3,共发一共基级联的放大器、共源 一共栅级联的放大器都是优良的高稳定和低噪声电路。,五、选用合适的放大电路,六、热噪声,
