前M第3章宽带放大器 3.1引言 32晶体管的高频小信号等效电路和参数 3.3高频小信号宽带放大器 34放大器的噪声 35宽带功率放大器(*
第3章 宽带放大器 3.1 引 言 3.2 晶体管的高频小信号等效电路和参数 3.3 高频小信号宽带放大器 3.4 放大器的噪声 3.5 宽带功率放大器( * )
34放大器的噪声 34.1电阻的热噪声 342电子器件的噪声(*) 343噪声系数 3.4.4级联网络的噪声 34.5接收机的灵敏度与最小可检测信号 34.6噪声温度 34.7低噪声放大器的设计
2 3.4 放大器的噪声 3.4.1 电阻的热噪声 3.4.2 电子器件的噪声（*） 3.4.3 噪声系数 3.4.4 级联网络的噪声 3.4.5 接收机的灵敏度与最小可检测信号 3.4.6 噪声温度 3.4.7 低噪声放大器的设计
34.1电阻的热噪声 () (1)电阻热噪声的主要特性 噪声的计量: 在一个相当长的观测时间内 噪声电流(或电压)的平均 值趋于零 Pn=7J。v2()d 噪声功率P则趋于一有限值 噪声功率也用方均值ν2表示 电阻热噪声产生机理: v4(tdt 7→>TJ0 自由电子的无规则热运动 自由电子与晶格碰撞,产生持续时间z=1013~104s 的电脉冲。 电阻热噪声是无数个电脉冲叠加的结果
3 3.4.1 电阻的热噪声 （1）电阻热噪声的主要特性 t v (t) n 0 v t dt T P T n n ( ) 1 0 2 = v t dt T v T n T n ( ) 1 lim 0 2 2 → = 噪声的计量： 在一个相当长的观测时间内， 噪声电流（或电压）的平均 值趋于零。 噪声功率 Pn 则趋于一有限值。 噪声功率也用方均值 vn 2 表示。 电阻热噪声产生机理： 自由电子的无规则热运动。 自由电子与晶格碰撞，产生 持续时间 的电脉冲。 s 13 14 10 ~ 10 − − = 电阻热噪声是无数个电脉冲叠加的结果
电阻热噪声的功率谱密度 4k TR H,(f) 电阻热噪声的功率谱密度W,() 或噪声电压功率谱密度 单位是WHz W,()=4kTR 右式,=103~104为自由电子W()B(o)形() 每秒钟的碰撞次数。事实上,由 于通信系统的实际工作频率∫<<a, 故右上式也常简化右下式为: 电阻器单位频带噪声功率在很宽 的频率范围内均为一恒定值4kTRw( 故类比光学中的白色光功率谱在 (o)形O) 可见光频段内均匀分布的特点, 命名这种噪声为“白噪声”。 W。(f)=|H(∥)W,(f) 在有效频带内,功率谱分布不均匀的噪声称为“有色噪声” 白噪声通过有限频带网络后,变成了有色噪声
4 电阻热噪声的功率谱密度： 电阻热噪声的功率谱密度 ， 或噪声电压功率谱密度， 单位是W/Hz。 W ( f ) v 2 1 ( ) 4 ( ) f kTR W f v + = 右式， 为自由电子 每秒钟的碰撞次数。事实上，由 于通信系统的实际工作频率f << ， 故右上式也常简化右下式为： 13 14 = 10 ~ 10 Wv ( f ) = 4kTR 电阻器单位频带噪声功率在很宽 的频率范围内均为一恒定值 故类比光学中的白色光功率谱在 可见光频段内均匀分布的特点， 命名这种噪声为“白噪声”。 4kTR f f W ( f ) i W ( f ) i H () H () W ( f ) O W ( f ) O ( ) ( ) ( ) 2 W f H jf W f o = v 在有效频带内，功率谱分布不均匀的噪声称为“有色噪声”。 白噪声通过有限频带网络后，变成了有色噪声
(2)电阻的噪声等效电路 从时域角度得到:vn=lim v(t)dt T→>T 从频域角度得到:W(f)=4k7R v2=∫W()H(m)d=4 KTRA R R R 等效为(无噪) (无噪) (有噪) >W(0 或 R R (有噪) V1+1 (无噪) n 2 R 2 等效为 4K/R△f (有噪) R=R21+R2
5 （2）电阻的噪声等效电路 v t dt T v T n T n ( ) 1 lim 0 2 2 → = Wv ( f ) = 4kTR v W (f )H jf df KTR f n = v = ( ) 4 2 0 2 R (有噪） 等效为 R R (无噪） (无噪） W (f ) v 2 n v R1 (有噪） R2 (有噪） 等效为 R (无噪） 2 n v KTR f v v v n n n = = + 4 2 2 2 1 2 R = R1 + R2 或 从时域角度得到： 从频域角度得到：