通信射频电路2 通信系统中的基本单元电路.ppt

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1、四、噪声系数与等效噪声温度1.既然信噪比如此重要，为了考察一个电路（或系统）的性能，我们又定义了噪声因数与噪声系数。噪声系数：F=输入信噪比/输出信噪比噪声系数（dB）：NF=10log10F因为任意一个实际模拟电子系统总是有噪声的，所以F一定大于1，理想情况F=1或NF=0dB四、噪声系数与等效噪声温度KpPn0PsiPniKpPs=Ps0KpPn+Pn0四、噪声系数与等效噪声温度通过上述分析可知，对某一单元电路的噪声系数大小并不是恒定的，它与输入信号携带的噪声大小有关，亦即输入信噪比一定，信号愈大，则本地噪声的影

2、响愈小，噪声系数愈小。所以单讲噪声系数是没有意义的，必须同时标明输入信号大小才有意义。四、噪声系数与等效噪声温度例：p64例2.3.1如下图示二端口网络，试求其噪声系数。ViRoRs四、噪声系数与等效噪声温度解：该网络电压增益为输入信号功率为输出信号功率为输入噪声功率为输出噪声功率为四、噪声系数与等效噪声温度该网络电压增益为对本网络作功率传输时四、噪声系数与等效噪声温度推广：在匹配条件下即F等于其插入损耗无源网络的噪声系数2.等效噪声温度（1）定义：任何一个线性网络，如果它产生的为白噪声，则可以用网络输入端温度为Te

3、的电阻（匹配状态）所产生的热噪声来代替，此时，该网络可视为无噪的。2.等效噪声温度有噪网络RsTe=0GpN内RL无噪网络RsTeGpN内RL2.等效噪声温度（2）Te与F的关系Gp,B,TeRsT0NoRLNi输入噪声输出噪声TeT02.等效噪声温度等效噪声温度的概念较多应用在低噪声接收系统（卫星通信）当F趋于1时，使用等效噪声温度其分辨率较高参见p67,表2.4.13.级联网络的噪声系数任何实际网络（电路）单元都是有噪的，它们级联后的情况如何呢？以两级级联为例。Gp1B1Te1RsT0N2RLNiGp2B2Te2

4、N13.级联网络的噪声系数第一级输入噪声功率第二级输入噪声功率级联等效噪声温度3.级联网络的噪声系数即又3.级联网络的噪声系数化简进一步可以推得多级级联时3.级联网络的噪声系数例：如下图所示两级级联，有NF1=2dB,Gp1=12dB,NF2=6dB,Gp2=10dB,求总的噪声系数NFGp1NF1Gp2NF23.级联网络的噪声系数解：先作转换由上可见，级联系统前面几级噪声系数对系统总的噪声系数影响较大。前级的增益越大，后级噪声的贡献越小。五、接收灵敏度与动态范围1、灵敏度通信系统接受微弱信号能力的一种度量定义：通信

5、系统能正确接收有用信号时，输入信号的最低电平。这里“正确接收”的含义就是能正确解调，亦即送到解调器的信号的信噪比必须能达到正确解调的要求。由此直观的分析可知，接收机本地噪声的大小决定了系统灵敏度的大小五、接收灵敏度与动态范围输出噪声功率接收信道解调器RATaFGpBN0P0S/NPi五、接收灵敏度与动态范围取对数五、接收灵敏度与动态范围当Ta=T0=290K时上式中前三项称为系统基底噪声，记为FtSNRmin取决于不同调制方式的解调要求，因此可知，系统基底噪声越小，则接收灵敏度越高。五、接收灵敏度与动态范围例：某接收

6、机总的噪声系数为8dB，系统中频带宽为3kHz，解调要求为12dB，求接收灵敏度。五、接收灵敏度与动态范围上述定义得到的是输入信号的最小功率，对不同的天线阻抗还需换算，工程上还有另一种更为常用的定义：最终能解调出比接收机本地噪声大某一确定值(如10dB)信号输出时对应的输入信号的电压幅值EA(μV)。本定义更便于测量，故工程中常用。五、接收灵敏度与动态范围例如：某接收机灵敏度EA=1μV信号时，输出的解调信号比接收机本地噪声高10dB，亦即SNR出=10dB接收机噪声系数与EA的关系设天线和接收机输入阻抗匹配，等效阻

7、抗为RA(Ω)五、接收灵敏度与动态范围则输入信号功率输入噪声功率输入信噪比设要求的输出信噪比五、接收灵敏度与动态范围则系统噪声系数五、接收灵敏度与动态范围例：某接收机NF=8dB，RA=50Ω,B=3kHz，要求D=12dB，求EA解：五、接收灵敏度与动态范围通过以上分析可以看到，要提高系统灵敏度，在系统设计上要力争降低中频带宽与解调信噪比要求，前者受制于信息流量，后者则取决于调制解调方式。在电路设计上则要力争降低系统的本地噪声（NF）五、接收灵敏度与动态范围一般来说，解调器对输入信号有大小要求，即必须大到一定程度（

8、如Vpp>1V）。于是系统灵敏度越高，则总的系统增益Kv也越大。我们是不是可以通过增大Kv来提高灵敏度呢？五、接收灵敏度与动态范围如图：若系统内部噪声折算到输入端为0.1μV,要求输出信号1V,SNRo>=12dBKVEAVpp五、接收灵敏度与动态范围因此，本地噪声一定时，提高KV并不一定能提高EA综上所述，提高系统灵敏度的关键还是降低系统的内