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电路噪声表示方法-放大器的噪声计算-放大器噪声来源

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2011-03-05 18:03:32

所谓噪声，

在放大电路或电子设备的输出端与有用信号

存在的一种随机变化的的电流或电压，没有有用信号是时它也存在。

电路噪声(放大器的噪声)一、放大电路内部噪声的来源和特点

放大电路的内部噪声主要来源于

输入变换在内的电阻热噪声和放大器件的噪声。

（一）放大器噪声_电阻的热噪声
一个电阻在没有外加电压时，电阻材料的自由电子要作无规动，他的一次运动过程，会在电阻两端产生很小的电压，就一段时间来看，出现正负电压的概率

，因而两端的平均电压为零。但就一瞬时来看，电阻两端电压的大小和方向是随机变化的。这种因热而产生的起伏电压称为电阻的热噪声。
噪声电压un(t)是随机变化的，无法确切地写出它的数学表达式。其波形如下：噪声电压un(t)波形如动画 D22

[全屏欣赏]

D22
图2-18电阻热噪声电压波形

而大量的实践和理论分析已经找出

的规律性，

用概率特性和功率谱密度来描述。例如，电阻热噪声电压un(t)具有很宽的频谱，它从零开始连续

，而且各个频率分量是相等的如下图所示：

在较长时间里，噪声电压un(t)的统计平均值为零。

，假如将un(t)平方后再取其平均值，就具有

的数值，称其为噪声电压的方均值，即

电阻的热噪声

用一个噪声电压源和一个无噪声的串联电阻 R等效,也

用一个噪声电流源和一个元噪声的电导g并联等效。因功率与电压或电流的方均值成正比,电阻热噪声也

看成是噪声功率源。

(二)放大器噪声_晶体三极管的噪声
晶体三极管的噪声主要有四个来源。
1.热噪声

2.散粒噪声

少数载流子由发射极通过PN结注入基区时,在单位时间内注人的载流子数不同,是随机起伏的。这种起伏会影响到集电极电流的起伏,由此引起的噪声叫散粒噪声。
3.分配噪声
晶体管发射区注入到基区的少数载流子中,一部分经过基极区到达集电极形成集电极电流,一部分在基极区复合。载流子复合时,其数量是随机起伏的。分配噪声

集电极电流随基区载流子复合数量的变化而变化所引起的噪声。
4.闪烁噪声
闪烁噪声又称为1/f噪声。它主要在低频(几千赫以下)范围起主要作用。这种噪声产生的原因与半导体材料制作时表面清洁

和外加电压有关,在高频工作时通常不考虑它的影响。
(三)放大器噪声_场效应管的噪声
在场效应管中,

其工作原理不是少数载流子的运动,

散粒噪声的影响很小,主要是沟道电阻产生的热噪声。沟道热噪声通过沟道和栅极间电容的稿合作用在栅极上感应的噪声,还存在闪烁噪声。

电路噪声(放大器的噪声)二、电路噪声的计算
(一)噪声等效电压源和等效电流源
在

频带内,温度为T的一个电阻的热噪声可用如图 2-22所示的等效电路表示。其等效电压源

2-20电阻热噪声的等效电路

(二)串并联电阻的噪声计算

可见，两个并联电阻所输出的总噪声电压方均值相当于两个电阻地并联阻值所产生的热噪声。

电路噪声(放大器的噪声)三、放大器噪声的表示方法及计算
电阻热噪声是均匀频谱的白噪声 ,通过线性二端口网络后,噪声将怎样变化?例如,放大电路具有

的频率特性?噪声通过放大电路后,输出噪声是否

均匀频谱呢?
设二端口网络的电压传输系数为 A(f),输入端的噪声功率谱密度为S i (f)。把输入时声功率谱密度乘以网络的功率传输系数A 2 (f),即可得输出端的噪声功率谱密度S o (f)

因此,若作用于输入端的均匀功率谱密度为Si(f)的白噪声,通过功率传输系数为A2(f)的线性网络后,输出端的噪声功率谱密度就不再是均匀的了。图2-24所示是白噪声通过线性网络的输出结果。在这种

下如何求得噪声电压的方均值呢?

等效噪声带宽是按噪声功率相等 (几何意义即面积相等)来等效的。如动画 D23所示。

[全屏欣赏]

D23

(二)电路噪声_噪声系数
放大器的噪声系数的定义是放大电路输入端信号噪声功率比 p si /P ni 与输出端信号噪声功率比p si /P ni 的比值。用N F 来表示。

(三)电路噪声_噪声温度
噪声温度是用来表征放大电路内部噪声的一种形式。噪声温度的概念是 ,把放大电路的内部噪声看作是由信号源内阻 R s 在温度为 T i 时所产生的噪声。也

说 ,在放大电路的输入端,虚设一个噪声源

(四)电路噪声_多级放大器的噪声系数
在多级放大器中 ,若已知各个单级的噪声系数,总的噪声系数如何计算,这是一个十分

的问题。

先讨论两级放大器的总噪声系数。

图2-23两级放大器噪声系数

(五)电路噪声_无源二端口网络的噪声系数

上式表明 ,一个无源二端口网络的噪声系数N F 等于它的额定功率传输系数 A PH 的倒数。

结果对任何无源网络 ,不管其内部电路如何,都是适用的。　　★★★★★ 湖南省阳光电子技术学校常年开设：手机维修培训、家电维修培训、电工培训、电脑维修培训、焊工培训--面向全国火爆招生！网址：http://www.hnygpx.com 报名电话：0731-85579057)。百分百安置就业。颁发全国通用权威证书。采用我校多年来独创的“模块教学法”,理论与实践相结合、原理＋图纸＋机器三位一体的教学模式，半天理论，半天实践，通俗易懂，确保无任何基础者也能全面掌握维修技能、成为同行业中的佼佼者。包教包会包工作(一期不会，免费学会为止)。