第3章高频放大器 3.1引言 3.2晶体管的高频小信号等效电路和参数 33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(*) 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 1 笫3章高频放大器 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 344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 347低噪声放大器的设计 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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
341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 噪声功率P则趋于一有限值。 值趋于零。 (t)dt 噪声功率也用噪声电压方均值ν2表示。(单位电阻) 电阻热噪声产生机理: lim 自由电子的无规则热运动。 0oT Jo (t)dt 自由电子与晶格碰撞,产生持续时间τ=10-13~1014s 的电脉冲 电阻热噪声是无数个电脉冲叠加的结果 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 3 3.4.1 电阻的热噪声 （1）电阻热噪声的主要特性 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。 • 噪声功率也用噪声电压方均值 vn 2 表示。（单位电阻） ▪ 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。 t v (t) n 0
(1)电阻热噪声的主要特性(续) 电阻热噪声的功率谱密度: 4k TR ,(f) 电阻热噪声的功率谱密度W() 1+(人、 或噪声电压功率谱密度, C 单位是W/Hz。 WO)=4kTR 右式,=1013~104为自由电子 HI W 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4kTRm()B(o)形( 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”。 H(刀)=H()W1() 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。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 4 （1）电阻热噪声的主要特性（续） ▪ 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: lin 0 从频域角度得到:W(f)=4R ∫(OH(m)=4TRy R R R 等效为 (无噪 (无噪) (有噪) 或 W,( R R (有噪) (无噪 R 等效为 4KR△f (有噪) r=R+r 思考题:若两个电阻不是处于同一温度,如何等效? 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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： 思考题：若两个电阻不是处于同一温度，如何等效 ？