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1、笫笫3章章 高频高频放大器放大器3.1 引引 言言3.2 晶体管的高频小信号等效晶体管的高频小信号等效 电路和参数电路和参数3.3 高频小信号宽带放大器高频小信号宽带放大器3.4 放大器的噪声放大器的噪声3.5 宽带功率放大器宽带功率放大器( * )2024/8/301通信电路原理-北航09年3.4 放大器的噪声放大器的噪声3.4.1 电阻的热噪声电阻的热噪声3.4.2 电子器件的噪声电子器件的噪声3.4.3 噪声系数噪声系数3.4.4 级联网络的噪声级联网络的噪声3.4.5 噪声温度噪声温度3.4.6 接收机的灵敏度与最小可检测信号接收机的灵敏度与最小可检测信号3.4.7 低噪声放大器的指标
2、（补充）（低噪声放大器的指标（补充）（*）3.4.8 低噪声放大器（低噪声放大器（*）随机噪声是所有电阻和随机噪声是所有电阻和电子器件固有的，是通电子器件固有的，是通信系统内部噪声的主要信系统内部噪声的主要来源，它限制了系统处来源，它限制了系统处理微弱信号的能力，因理微弱信号的能力，因此是决定通信接收机性此是决定通信接收机性能的关键因素。能的关键因素。2024/8/302通信电路原理-北航09年3.4.1 电阻的热噪声电阻的热噪声（1）电阻热噪声的电阻热噪声的产生机理产生机理（2）噪声功率和）噪声功率和噪声电压噪声电压（3）噪声电压功率谱密度）噪声电压功率谱密度（4）白色噪声和有色噪声）白色噪
3、声和有色噪声（5）电阻器的噪声等效电路）电阻器的噪声等效电路（6）电阻器的噪声等效电路的计算）电阻器的噪声等效电路的计算（7）等效噪声频带与半功率点频带等效噪声频带与半功率点频带2024/8/303通信电路原理-北航09年3.4.13.4.1 电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声（续续续续1 1）（1）产生机理：产生机理：自由电子的无规则热运动产生的自由电子的无规则热运动产生的。自由电子与晶格碰撞，产生持续时间自由电子与晶格碰撞，产生持续时间 = 10-13-10-14 s的电窄脉冲；这些的电窄脉冲；这些电冲击是连续的、随机起伏的，可电冲击是连续的、随机起伏的，可被视为是一个平稳随
4、机过程。被视为是一个平稳随机过程。 ；这无数个电窄脉冲叠加的总效果定义为这无数个电窄脉冲叠加的总效果定义为电阻热噪声电阻热噪声；2024/8/304通信电路原理-北航09年3.4.13.4.1 电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声（续续续续2 2）（2）噪声功率噪声功率和和噪声电压噪声电压：噪声功率则趋于一有限值：噪声功率则趋于一有限值：噪声功率也可用噪声功率也可用噪声电压方均值噪声电压方均值表示。（单位电阻）表示。（单位电阻）在相当长的观测时间内，噪声电压或电流的平均值趋在相当长的观测时间内，噪声电压或电流的平均值趋于零：于零：2024/8/305通信电路原理-北航09年3.4.
5、13.4.1 电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声电阻的热噪声（续续续续3 3）（3）噪声电压功率谱密度噪声电压功率谱密度为为：单位频带的噪声功率很小单位频带的噪声功率很小：电阻热噪声的频率覆盖范围很宽电阻热噪声的频率覆盖范围很宽： = 1013-1014 为自由电子为自由电子每秒碰撞次数，一般来说，每秒碰撞次数，一般来说，f ，所以有近似式，所以有近似式单位频带的噪声电压功率在很宽的频带内均可视为是一恒定单位频带的噪声电压功率在很宽的频带内均可视为是一恒定值；值；（1010Hz 1和和 ）n若若S12 = 0，则可使用单向化设计公式。若，则可使用单向化设计公式。若S12 0，计算单向化设计的
6、误差，或使用双向化分析和，计算单向化设计的误差，或使用双向化分析和设计公式。设计公式。n设计输入、输出匹配网络。设计输入、输出匹配网络。2024/8/3047通信电路原理-北航09年思考题思考题：放大器的：放大器的噪声噪声小结小结电阻热噪声和电阻热噪声和电子器件噪声的电子器件噪声的特性。特性。噪声的几种表示方法：噪声系数；噪声温度，等噪声的几种表示方法：噪声系数；噪声温度，等效噪声带宽。效噪声带宽。网络噪声系数的几种描述方法；用额定功率法计网络噪声系数的几种描述方法；用额定功率法计算网络噪声系数。算网络噪声系数。级联网络噪声系数的计算。级联网络噪声系数的计算。接收机的灵敏度与最小可检测信号的计
7、算。接收机的灵敏度与最小可检测信号的计算。2024/8/3048通信电路原理-北航09年习题四：习题四：3-4，3-7， 3-9，3-10 CAD3： 3-222024/8/3049通信电路原理-北航09年谢谢 谢谢2024/8/3050通信电路原理-北航09年CAD3：3-22CAD3：3-22考虑一个被噪声污染的信号，很难看出它所包含的频率分量。应用傅立叶变换可以在噪声中发现淹没在其中的信号。Y=fft（X,n）即是采用n点的FFT变换。举例：举例：一个由50Hz和120Hz正弦信号构成的信号，受零均值随机噪声的干扰，数据采样率为1000Hz.现可通过fft函数来分析其信号频率成份。 参考
8、程序：参考程序：t = 0 0.001 0.6； X = sin(2pi50t) + sin(2pi120t)； y = X+1.5randn 1,length(t)； Y = fft (y,512)； P = Y. Conj(Y)/512； f = 1000(0:255)/512； plot f , P (1:256) 这样可得到信号功率谱密度图。2024/8/3051通信电路原理-北航09年附录附录 3.2.1 晶体管放大器的噪声系数晶体管放大器的噪声系数白噪声区白噪声区高频区高频区低频区低频区3dB/倍频程6dB/倍频程返回返回2返回返回12024/8/3052通信电路原理-北航09年指指 标标0.5um GaAsFET 0.8um Si Bipolar电源电压电源电压（V）3.01.9电源电流电源电流(mA）4.02.0频率（频率（GHz）1.91.9噪声系数噪声系数NF(dB)2.82.8增益增益 (dB)18.19.5IIP3（dBm）-11.1-3下下表列表列出了两个不同出了两个不同工艺的低噪声放大器的指标：工艺的低噪声放大器的指标：2024/8/3053通信电路原理-北航09年
