最新射频通信电路- 噪声与非线性失真课件PPT.ppt

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1、射频通信电路-噪声与非线性失真第二章内容目录2·1起伏噪声特性2·2电路器件的噪声电阻的热噪声及等效电路、双极型晶体三极管的噪声、场效应管的噪声、电抗元件的噪声两端口网络的等效输入噪声源2·3噪声系数定义、噪声系数与输入等效噪声源的关系无源有耗网络的噪声系数2·4等效噪声温度定义、等效噪声温度与噪声系数的关系2·5多级线性网络级联的噪声系数8/8/20212Information&CommunicationEngineeringDept.第二章内容目录（续）2·6非线性器件的描述方法非线性器件的描述方法、线性化参数2·7器件非线性的影响输入端仅有一个有用信

2、号输入端有两个以上信号多级非线性级级联特性2·8非线性器件在频谱搬移中的应用2·9灵敏度与动态范围8/8/20213Information&CommunicationEngineeringDept.2·1起伏噪声特性白噪声通过系统白噪声：功率谱分布均匀有色噪声：功率谱分布不均匀ff()fSi()fSi()wH()wH()fSO()fSOw)()()(2fSjfHfSvo=8/8/20217Information&CommunicationEngineeringDept.2·1起伏噪声特性设输入噪声功率谱为白色的，与频率无关系统传递函数为H(f)，则输出噪声

3、功率谱So(f)为：相应的输出噪声电压均方值为：8/8/20218Information&CommunicationEngineeringDept.2·1起伏噪声特性其中噪声等效带宽BL为表明H2(f)曲线下的面积与H02BL相同,可用BL来简单地计算功率。其中H0=H(f0)为系统中心频率处的传递函数。3dB带宽？8/8/20219Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声电阻噪声功率谱密度：噪声电压均方值；热噪声等效电路：RR匹配情况下电阻可输出的最大热噪声功率（额定噪声功率）为：8/8/20

4、2110Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声常温下1K电阻上的最大热噪声电压有效值对于一个电阻网络，总的等效的噪声功率应当是各个噪声源作用的瞬时值的叠加，再求其瞬时功率的统计平均值，由于各个电阻的噪声源是统计不相关的，也就是说其互相关函数为0，因而可以得出总的等效噪声源可用其总等效电阻的噪声来表示。8/8/202111Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声例：试求如图网络的噪声等效电路。利用戴维南定理，求出R1的噪声对输出的贡献

5、为：R2、R3的噪声对输出的贡献为：根据叠加定理，有：8/8/202112Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声8/8/202113Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声由于vn是平稳的白噪声，各个源互相独立，互相关为0，且集合平均可以用样本的时间平均来等效。故上式中第2个极限部分的结果值为0，第1个极限中的各项可用其功率谱密度与带宽的乘积来表示，得到：8/8/202114Information&CommunicationEngi

6、neeringDept.2·2电路器件的噪声双极型晶体三极管散弹噪声PN结中，载流子的不规则随机运动，导致出现散弹噪声。散弹噪声和热噪声相同，都具有接近白色的频谱特性，其噪声电流的均方值为：分配噪声三极管中基区载流子复合率起伏变化，造成集电极电流和基极电流的分配有起伏，结果使得集电极电流相应变化。这种现象导致的噪声称为分配噪声，其电流均方值为：其中Ic为集电极静态电流，a0为低频共基电流放大倍数。8/8/202115Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声由于可知分配噪声主要分布在频率高于fa的

7、地方，设计放大器时，应当采用fa高的管子。闪烁噪声由于半导体材料本身和制作工艺不完善，造成半导体表面少数载流子复合随机变化，表现为发射极电流起伏变化，称为闪烁噪声。其电流噪声谱密度与频率近似成反比，又称1/f噪声。主要集中在低频（几千赫兹以下）。热噪声管子的基极电阻rbb’的热噪声，与一般的电阻噪声类似8/8/202116Information&CommunicationEngineeringDept.2·2电路器件的噪声场效应管沟道热噪声沟道中多数载流子的不规则热运动所导致的噪声。与电阻的热噪声相同。噪声电流均方值为：其中gm为跨导。折合到栅极的噪声电压

8、均方值为：栅极感应噪声沟道热噪声通过栅极电容耦合到栅极上的噪声。其