翻译：无线电接收器的噪声系数资料讲解.doc

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1、翻译：无线电接收器的噪声系数精品文档无线电接收器的噪声系数H.T.ERJISt,FELLOW,I.R.E.摘要——本文给出了电波接收器噪系数的严格定义，此定义不局限于高增益接收机，也适用于普通的四端口网络。分析了接收器整体的噪声系数与其组件的噪声系数之间的关系，简要叙述了接收器组件与其噪声系数的测量方法之间的不匹配。简介当越来越短的波得到实际应用，无线电接收器的噪声源也越来越被重视。在很多相关论文中，特别是Llewellyn（英国音乐家）和Jansky（美国无线电工程师）在1928年发表的论文中，通过实验得到：热激噪声（约翰逊噪声）决定了短波无线电接收器的绝对灵

2、敏度。早在1942年，North建议采用的无线电接收器的绝对灵敏度的标准与我们当时所用的标准相差多达2倍。因为它是基于接收器输入电路的阻抗匹配，我们的标准很有局限性，所以我们采用了他的标准。本文提出了一个更严格的关于无线电接收器的绝对灵敏度标准的定义，即噪声系数。该定义不局限于高增益接收机，也适用于普通的四端口网络。它使通过一个简单的分析就给出接收器整体的噪声系数与其组件的噪声系数之间的关系成为可能。对于双重检波接收器来说，这些组件可能是高频放大器、变频器和中频放大器。本文也给出了噪声系数的测量方法。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档四端口网络噪声系数

3、的定义如图1所示，一个信号发生器连接到输入端，输出电路也被标记出来。网络的输入阻抗和输出阻抗可能包含电抗成分，它们可能与发生器和输出电路匹配或不匹配。四端口网络可能是一个放大器、转换器、衰减器或简单的变压器。信号发生器对于接下来的定义是必要的，但信号发生器里面的衰减器和连接右面的输出电路则只是为了表明对噪声系数和增益的测量。噪声系数将依据可用信号功率、有效噪声功率、增益和有效带宽来定义，下面将给出这些术语的定义并进行讨论。可用信号功率内阻为R0欧，电动势为E伏特的发生器提供给R1欧的电阻E2R1/(R0+R1)2瓦特的功率，当输出电路与发生器匹配，即R1=R0时

4、，这个功率达到最大等于E2/4R0。E2/4R0被人们称为发生器的可用功率，它的定义与所连接的电路的阻抗无关。当R1不等于R0时，因为存在失配损耗，所以输出功率小于可用功率。事实上，在放大器的输入电路中，由于不匹配而降低的输出噪声可能比降低的输出信号更多，所以不匹配很可能是个有益的条件。正是这种放大器的输入电路中不匹配条件的存在，使本文中的术语“可用功率”显得更加恰当。在图1中，用So收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档表示信号发生器输出端的可用信号功率。这里So等于V2/RA瓦特，当V表示衰减器输入端电压，R表示衰减器的特征阻抗，A表示固定衰减（A假设

5、很大）。任何网络的输出端都可视为信号发生器的输出端，在图1中，用S表示四端口网络输出端的可用信号功率。增益定义网络输出端的可用信号功率与信号发生器输出端可用信号功率的比值为网络的增益，即：G=S/S0。（1）这是个特殊的定义，因为放大器的增益通常被定义为其输出和输入的比。因为它使术语“可用功率”更加恰当，所以这里我们采用了这个新的定义。需要注意的是，虽然增益与网络中输出电路的阻抗无关，但它仍取决于信号发生器的阻抗。四端口网络通常会具有某种带通特性，增益G被定义在频带中心频率处。有效噪声功率在信号功率情况下，相匹配的输出电路吸收的噪声功率被定义为两个端口之间的有效

6、噪声功率。用符号N表示网络输出端口的有效噪声功率。这个功率来源于网络自身所有的噪声源和信号发生器中的约翰逊噪声源，但不包括图1中向右连接的输出电路的噪声源。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档接下来讨论一个电阻的约翰逊噪声功率。任何R欧姆的电阻作为约翰逊噪声发生器，它的电动势的均方根等于4KTRdf。K是玻尔兹曼常数=1.38*10-23，T是电阻的绝对温度，df是带宽。则有效的约翰逊噪声功率为：4KTRdf/4R=KTdf（瓦特）。（2）这就是图1中信号发生器输出端带宽为df的有效噪声功率。实际上，它是无源网络所有部件拥有相同温度T时任意两个端口的有效

7、噪声功率。有效带宽很容易计算出当带宽的频率为B赫兹时，信号发生器中约翰逊噪声源产生的有效输出噪声理想的或者方波顶部的带通特性等于GKTB。然而实际上，带宽并不是平的，也就是说带宽的增益是随频率变化的而非常数。既然这样，当Gf是频率为f时的增益时，总的贡献就是。给噪声输出提供增益G时的理想带通网络的带宽，被定义为网络的有效带宽。即：GKTB=或B=1/G。（3）噪声系数图1中网络的噪声系数用S0，S，KTB和N来表示。对网络的输出端口来说，拥有尽可能高的信噪比是重要的。如果网络中完全没有噪声源的影响，信噪比的最大值等于信号发生器终端有效信号与有效噪音的比值。简单的

8、无损变压器或滤波器就是无