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通信电子电路通信电子电路通信电子电路通信电子电路绪绪绪绪 论论论论内容提要内容提要内容提要内容提要内内内内容容容容提提提提要要要要信号的频域表示方法信号的频域表示方法通信系统的基本结构通信系统的基本结构通信电路系统的发展趋势通信电路系统的发展趋势本课程的内容、特点及要求本课程的内容、特点及要求非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用几种常用的信号表示方法几种常用的信号表示方法几种常用的信号表示方法几种常用的信号表示方法信信信信号号号号的的的的频频频频域域域域表表表表示示示示方方方方法法法法频域表示方法频域表示方法：时域表达式法：时域表达式法：波形表达：波形表达：根据傅立叶变换的基本原理，任何一个根据傅立叶变换的基本原理，任何一个函数都可以用傅立叶级数展开。若把信函数都可以用傅立叶级数展开。若把信号看成一个函数，则为研究信号提供了号看成一个函数，则为研究信号提供了一个新的方法。通过研究信号的频谱可一个新的方法。通过研究信号的频谱可以突出信号传输中的主要问题，如信号以突出信号传输中的主要问题，如信号的变化规律，信号在不同频率段中的能的变化规律，信号在不同频率段中的能量分布等量分布等信号及其频谱信号及其频谱信号及其频谱信号及其频谱由于任何复杂的信号都可分解为许多不由于任何复杂的信号都可分解为许多不同频率的正弦信号之和，因此所谓同频率的正弦信号之和，因此所谓“频频谱谱”即是指组成信号的各正弦分量按频即是指组成信号的各正弦分量按频率分布的情况。为了更直观地了解信号率分布的情况。为了更直观地了解信号的频率组成和特点，通常采用作图的方的频率组成和特点，通常采用作图的方法来表示频谱法来表示频谱请各位自行回忆请各位自行回忆数字信号的频谱、数字信号的频谱、脉冲信号的分解脉冲信号的分解及其频谱等知识及其频谱等知识信信信信号号号号的的的的频频频频域域域域表表表表示示示示方方方方法法法法注意：信号是有注意：信号是有频段范围的频段范围的一些信号的频段一些信号的频段一些信号的频段一些信号的频段信信信信号号号号的的的的频频频频域域域域表表表表示示示示方方方方法法法法WCDMA FDDWCDMA FDD：上行为：上行为1920-1980MHz1920-1980MHz，下行为下行为2110-2170MHz2110-2170MHz语音信号：通常集中在语音信号：通常集中在300Hz-300Hz-3.4KHz3.4KHz的范围内的范围内CDMA2000CDMA2000：上行为：上行为824-849MHz824-849MHz，下，下行为行为869-894MHz869-894MHz调频广播：调频广播：87-108MHz87-108MHz。带宽。带宽200kHz200kHz通信系统的定义及分类通信系统的定义及分类通信系统的定义及分类通信系统的定义及分类通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构一切能完成信息传输任务的系统可以一切能完成信息传输任务的系统可以统称为统称为通信系统通信系统按照信道中传输的基带信号是模拟信按照信道中传输的基带信号是模拟信号还是数字信号，可以把通信系统分号还是数字信号，可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统：为模拟通信系统和数字通信系统：模拟信号：代表信息的电信号的参数为模拟信号：代表信息的电信号的参数为连续取值连续取值数字信号：电信号不仅在时间上是离散数字信号：电信号不仅在时间上是离散的，而且在取值上也是离散的的，而且在取值上也是离散的按照所用信道的不同可以分为有线通按照所用信道的不同可以分为有线通信系统和无线通信系统信系统和无线通信系统按照业务的不同可以分为电话、电报、按照业务的不同可以分为电话、电报、传真和数据通信系统等传真和数据通信系统等通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图(一一一一)信源信源指需要传送的原始信息源，一般是指需要传送的原始信息源，一般是非电物理量，如语言、音乐、文字等非电物理量，如语言、音乐、文字等信源经信源经输入变换器输入变换器后转换成电信号后转换成电信号(称为称为基带信号基带信号)，如话筒、摄像机、传感器等，如话筒、摄像机、传感器等发送设备发送设备将基带信号变换成适合于信道将基带信号变换成适合于信道传输特性的信号，在放大后送入信道传输特性的信号，在放大后送入信道通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图(二二二二)信号在信号在信道信道的传输过程中不可避免地要的传输过程中不可避免地要受到受到干扰干扰，也可称为，也可称为噪声噪声注意注意1 1：噪声指信道中的噪声及分散在：噪声指信道中的噪声及分散在通信系统中其它各处噪声的通信系统中其它各处噪声的集中表示集中表示注意注意2 2：噪声可能是相对的：噪声可能是相对的注意注意3 3：噪声可以有其自己的频段范围，：噪声可以有其自己的频段范围，而且可能和信号占据相同的频段而且可能和信号占据相同的频段通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图通信系统方框图(三三三三)接收设备把有用信号从众多信号和噪声接收设备把有用信号从众多信号和噪声中选出，经输出变换器恢复出原始信息，中选出，经输出变换器恢复出原始信息，供收信者供收信者(信宿信宿)使用使用通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构关于信道关于信道关于信道关于信道(一一一一)信道指信号传输的通道，包括有线信道和信道指信号传输的通道，包括有线信道和无线信道。信道不同其传输特性也不一样无线信道。信道不同其传输特性也不一样有线通信信道举例：有线通信信道举例：双绞线：适用于短距离双绞线：适用于短距离(小于小于100m)100m)、低数据率的环境低数据率的环境同轴电缆：适用距离在几百米、带宽同轴电缆：适用距离在几百米、带宽小于小于10MHz10MHz、码流率小于、码流率小于20Mbps20Mbps的环境的环境通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构关于信道关于信道关于信道关于信道(二二二二)无线通信信道：以自由空间为传输媒无线通信信道：以自由空间为传输媒质，包括三种传播途径：质，包括三种传播途径：地波：即沿地面传播的无线电波地波：即沿地面传播的无线电波空间波：即在发射天线与接收天线空间波：即在发射天线与接收天线间直线传播的无线电波间直线传播的无线电波天波：即经过地面天波：即经过地面100km100km至至500km500km的的电离层反射传送到接收点的电磁波电离层反射传送到接收点的电磁波通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构通信频段的划分通信频段的划分通信频段的划分通信频段的划分频率范围频率范围 名称及符号名称及符号 用途用途传输媒介略传输媒介略0.3-3k0.3-3k音频音频AFAF 电话数据终端电话数据终端3-30k3-30k甚低频甚低频VLF VLF 导航、频标导航、频标30-300k30-300k低频低频LFLF 电力通信、导航电力通信、导航0.3-3M0.3-3M中频中频MFMF 调幅广播、移动通信等调幅广播、移动通信等3-30M3-30M高频高频HFHF 短波广播、军用通信等短波广播、军用通信等30-300M30-300M甚高频甚高频VHF VHF 电视、调频、模拟移动电视、调频、模拟移动0.3-3G0.3-3G超高频超高频UHF UHF 电视、雷达、移动通信电视、雷达、移动通信3-30G3-30G特高频特高频SHF SHF 微波、卫星、雷达微波、卫星、雷达30-300G30-300G极高频极高频EHF EHF 微波、雷达等微波、雷达等10105 5-10-107 7G G紫外、可见光、红外紫外、可见光、红外 光纤光纤通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构调制与解调调制与解调调制与解调调制与解调调制：将携带信号的低频电信号调制：将携带信号的低频电信号“装载装载”到高频振荡信号上。调制时，载波可以是到高频振荡信号上。调制时，载波可以是正弦型信号也可以是脉冲串或一组数字信正弦型信号也可以是脉冲串或一组数字信号号使用调制、解调的部分原因：使用调制、解调的部分原因：解调：与调制过程相反解调：与调制过程相反天线理论的约束天线理论的约束信道复用及区分不同信源信道复用及区分不同信源通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构调制方式简介调制方式简介调制方式简介调制方式简介调制可以分为模拟调制可以分为模拟(连续连续)调制和数字调制和数字调制方式。在模拟调制中调制信号调制方式。在模拟调制中调制信号(基带信号基带信号)的取值是连续的；而数字的取值是连续的；而数字调制中的调制信号的取值则为离散的调制中的调制信号的取值则为离散的对于使用正弦波作为载波的模拟调制对于使用正弦波作为载波的模拟调制方式而言，可以对其幅度、频率、相方式而言，可以对其幅度、频率、相位进行调制，例如调幅位进行调制，例如调幅(AM)(AM)、调频、调频(FM)(FM)、调相、调相(PM)(PM)。前者又被称为幅度。前者又被称为幅度调制，后两者又被称为角度调制调制，后两者又被称为角度调制例：电视中图像是调幅，伴音是调频。广例：电视中图像是调幅，伴音是调频。广播电台中常用的调制方式是调幅与调频播电台中常用的调制方式是调幅与调频通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构滤波及其分类滤波及其分类滤波及其分类滤波及其分类滤波的作用之一：滤波的作用之一：“选频选频”，即允许，即允许某一部分频率的信号顺利通过，而使某一部分频率的信号顺利通过，而使另一部分频率的信号被急剧衰减另一部分频率的信号被急剧衰减(即即被滤掉被滤掉)滤波滤波器的器的简单简单分类分类方法方法及其及其举例举例通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构调幅式无线电发送设备与接收设备的简单框图调幅式无线电发送设备与接收设备的简单框图调幅式无线电发送设备与接收设备的简单框图调幅式无线电发送设备与接收设备的简单框图此外，还可以包括自动增益控制此外，还可以包括自动增益控制(AGC)(AGC)、自动频率控制和自动相位控制在内的反馈自动频率控制和自动相位控制在内的反馈控制电路控制电路通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构数字通信系统模型数字通信系统模型数字通信系统模型数字通信系统模型对于数字通信系统来说，除了包含图中的对于数字通信系统来说，除了包含图中的各个功能模块以外，还要有同步系统，用各个功能模块以外，还要有同步系统，用于建立系统的收发两端相对一致的时间对于建立系统的收发两端相对一致的时间对应关系，即通过在收端确立每一码位的起应关系，即通过在收端确立每一码位的起止时刻，确定接收码组与发送码组之间的止时刻，确定接收码组与发送码组之间的对应关系，从而正确恢复发端的信息对应关系，从而正确恢复发端的信息通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本结结结结构构构构非线性器件的含义非线性器件的含义非线性器件的含义非线性器件的含义非非非非线线线线性性性性器器器器件件件件的的的的频频频频率率率率变变变变换换换换作作作作用用用用线性系统：线性系统：非线性器件：非线性器件：具有多种含义不同的参数，且参具有多种含义不同的参数，且参数随激励量的大小而变化，例如二数随激励量的大小而变化，例如二极管的等效电阻极管的等效电阻在分析非线性器件的响应特性时，在分析非线性器件的响应特性时，必须注明其控制变量必须注明其控制变量不再满足叠加定理，如二极管的不再满足叠加定理，如二极管的伏安特性伏安特性但在分析小信号时，可在工作点但在分析小信号时，可在工作点处线性化处理处线性化处理非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用(一一一一)以二极管以二极管为例：为例：由于二极管的非线性特性使二极管电流由于二极管的非线性特性使二极管电流中出现了新的频率分量，实现了频率变换中出现了新的频率分量，实现了频率变换可以看出：可以看出：各分量的决定因素各分量的决定因素可使用滤波电路达到频率变换的目的可使用滤波电路达到频率变换的目的非非非非线线线线性性性性器器器器件件件件的的的的频频频频率率率率变变变变换换换换作作作作用用用用非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用非线性器件的频率变换作用(二二二二)若外加两个不同若外加两个不同频率的余弦信号频率的余弦信号电压：电压：输出电流中不仅含有直流分量、基波输出电流中不仅含有直流分量、基波分量和二次谐波分量，而且还包含了分量和二次谐波分量，而且还包含了组合频率分量组合频率分量非非非非线线线线性性性性器器器器件件件件的的的的频频频频率率率率变变变变换换换换作作作作用用用用通信电路系统的发展趋势通信电路系统的发展趋势通信电路系统的发展趋势通信电路系统的发展趋势通通通通信信信信电电电电路路路路系系系系统统统统的的的的发发发发展展展展趋趋趋趋势势势势模拟电子电路系统的集成化模拟电子电路系统的集成化通信电路系统的数字化通信电路系统的数字化但要以集成电路完全取代分立元件但要以集成电路完全取代分立元件电路，还有许多困难：指标要求较电路，还有许多困难：指标要求较高，集成化问题尚未有效解决高，集成化问题尚未有效解决模拟电路可以高频率工作和实时处模拟电路可以高频率工作和实时处理信号，但也存在一些缺点：参数理信号，但也存在一些缺点：参数稳定性较差，时间常数不够准确及稳定性较差，时间常数不够准确及稳定，处理比较麻烦稳定，处理比较麻烦课程内容课程内容课程内容课程内容(一一一一)课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点本课程将主要结合本课程将主要结合无线电通信无线电通信这一方这一方式，讨论设备和系统中式，讨论设备和系统中高频电子电路高频电子电路的组成、工作原理以及工程计算等内的组成、工作原理以及工程计算等内容。课程内容主要包括以下几个方面：容。课程内容主要包括以下几个方面：信号的产生：正弦波振荡电路信号的产生：正弦波振荡电路高频信号的放大：小信号谐振放大高频信号的放大：小信号谐振放大电路、谐振功率放大电路、宽带高电路、谐振功率放大电路、宽带高频功率放大电路及功率合成电路频功率放大电路及功率合成电路噪声与干扰：电路中的噪声来源及噪声与干扰：电路中的噪声来源及电路产生噪声能力的衡量方法电路产生噪声能力的衡量方法课程内容课程内容课程内容课程内容(二二二二)课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点信号的频率变换：倍频、变频、调信号的频率变换：倍频、变频、调制、解调等制、解调等反馈控制电路：反馈控制电路：AGCAGC、APCAPC、AFCAFC等等射频收发信机设计入门：射频设计射频收发信机设计入门：射频设计中的一些基础概念、无线接收机和中的一些基础概念、无线接收机和无线发射机的基本结构等无线发射机的基本结构等课程特点课程特点课程特点课程特点(一一一一)非线性电子电路非线性电子电路中，为实现同一功中，为实现同一功能，因指标要求不同，可以采用形式能，因指标要求不同，可以采用形式各异的电路。此外，同一形式的电路，各异的电路。此外，同一形式的电路，可因其工作状态、输入信号的性质、可因其工作状态、输入信号的性质、电平的高低、输出滤波特性的不同而电平的高低、输出滤波特性的不同而完成不同的功能。因此在学习时应注完成不同的功能。因此在学习时应注意掌握各种功能电路的基本工作原理、意掌握各种功能电路的基本工作原理、不同电路的优缺点及其适用场合。要不同电路的优缺点及其适用场合。要抓住各种电路之间的共性以及各种功抓住各种电路之间的共性以及各种功能之间的内部联系，而不要局限于某能之间的内部联系，而不要局限于某个具体的电路及其工作原理个具体的电路及其工作原理课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点课程特点课程特点课程特点课程特点(二二二二)非线性电子电路中，有源器件工作非线性电子电路中，有源器件工作在特性的非线性区，一般很难对这种在特性的非线性区，一般很难对这种电路进行严格的定量分析，工程上多电路进行严格的定量分析，工程上多采用近似方法进行分析，并在实现时采用近似方法进行分析，并在实现时进行相应的调测工作。因此，在学习进行相应的调测工作。因此，在学习时应注意各种电路在不同工作条件下时应注意各种电路在不同工作条件下的简化，掌握各种电路在工程设计时的简化，掌握各种电路在工程设计时的步骤和计算方法，也可以使用计算的步骤和计算方法，也可以使用计算机辅助分析机辅助分析课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点课程特点课程特点课程特点课程特点(三三三三 )是电路理论、电子电路基础、信号是电路理论、电子电路基础、信号与系统等课程的后续课程与系统等课程的后续课程本课程与电子电路基础的相同点：本课程与电子电路基础的相同点：电路的基本形式、基本工作原理、偏电路的基本形式、基本工作原理、偏置方法、反馈、电路的稳定性、信号置方法、反馈、电路的稳定性、信号源的属性、放大电路的基本特性等源的属性、放大电路的基本特性等可在学习过程中有意识地找出两者的可在学习过程中有意识地找出两者的共性与差异共性与差异课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点课程特点课程特点课程特点课程特点(四四四四)本课程与电子电路基础的不同点：本课程与电子电路基础的不同点：除少部分电路外，大部分为用来完成频除少部分电路外，大部分为用来完成频谱变换功能的非线性电路谱变换功能的非线性电路注意所谓高频与低频的概念注意所谓高频与低频的概念杂散参数对电路的影响严重；具有不同杂散参数对电路的影响严重；具有不同的分析方法；需要考虑馈电电路的去耦的分析方法；需要考虑馈电电路的去耦与接地等与接地等课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点参考书目参考书目参考书目参考书目解月珍、谢沅清编著，解月珍、谢沅清编著，通信电子电通信电子电路路，机械工业出版社，机械工业出版社谢嘉奎主编，谢嘉奎主编，电子线路电子线路(非线性部非线性部分，第四版分，第四版)，高等教育出版社，高等教育出版社课课课课程程程程内内内内容容容容及及及及特特特特点点点点陈邦媛编著，陈邦媛编著，射频通信电路，射频通信电路，(第第二版二版)，科学出版社，科学出版社第一章：噪声与干扰第一章：噪声与干扰第一章：噪声与干扰第一章：噪声与干扰内容提要内容提要内容提要内容提要内内内内容容容容提提提提要要要要由电路内部产生的无用信号称由电路内部产生的无用信号称为内部噪声，简称噪声为内部噪声，简称噪声噪声和干扰泛指除有用信号以外噪声和干扰泛指除有用信号以外的其他一切无用信号，将极大影的其他一切无用信号，将极大影响电子设备的性能指标：响电子设备的性能指标：来自电路外部的无用信号称为外来自电路外部的无用信号称为外部噪声，通常也称为干扰部噪声，通常也称为干扰本章主要讨论自然噪声：本章主要讨论自然噪声：噪声的来源和特点噪声的来源和特点噪声的表示和计算噪声的表示和计算干扰和噪声都具有随机性干扰和噪声都具有随机性电阻热噪声的来源与特点电阻热噪声的来源与特点电阻热噪声的来源与特点电阻热噪声的来源与特点第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点由电阻内部的自由电子无规则的由电阻内部的自由电子无规则的热运动产生，又称为起伏噪声：热运动产生，又称为起伏噪声：是许多持续时间极短的脉冲电流叠是许多持续时间极短的脉冲电流叠加的结果加的结果长时看总和为零，但在每一瞬时电长时看总和为零，但在每一瞬时电流在某一方向都有一定数值流在某一方向都有一定数值频率范围很宽，可认为是频率范围很宽，可认为是“白噪声白噪声”电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小(一一一一)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点噪声电压的均方值：噪声电压的均方值：可看做是噪声电压在单位电阻上消可看做是噪声电压在单位电阻上消耗的平均功率耗的平均功率功率谱密度功率谱密度 ：单位频带内的功：单位频带内的功率率电阻热噪声电压的功率谱密度：电阻热噪声电压的功率谱密度：波尔兹曼常波尔兹曼常数数T T为热力学温度为热力学温度R R为电阻的阻值为电阻的阻值电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小电阻热噪声的大小(二二二二)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点若系统工作频带若系统工作频带(或测量噪声功率或测量噪声功率时的频带宽度时的频带宽度)为为 ，则电阻热噪，则电阻热噪声的均方值为：声的均方值为：有效值为：有效值为：实际电路中实际电路中的电阻建模的电阻建模形式：形式：电阻热噪声的额定噪声功率电阻热噪声的额定噪声功率电阻热噪声的额定噪声功率电阻热噪声的额定噪声功率第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点易知当噪声源的负载易知当噪声源的负载与其内阻匹配时，噪与其内阻匹配时，噪声源能够实现最大功声源能够实现最大功率传输率传输对于实数阻抗网络来对于实数阻抗网络来说，当说，当 时，时，该功率又被称为噪声源的资用功率该功率又被称为噪声源的资用功率(available power)(available power)：仅与噪声源本身有关，与负载无关，仅与噪声源本身有关，与负载无关，表示噪声源输出功率的最大能力表示噪声源输出功率的最大能力与电阻本身的大小无关，仅与温度与电阻本身的大小无关，仅与温度和系统带宽有关和系统带宽有关例题例题例题例题第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点放大器的工作带宽为放大器的工作带宽为2MHz2MHz，信号源，信号源电阻为电阻为 ，当工作温度为，当工作温度为 ，电，电压增益为压增益为 ，输入信号有效值为时，输入信号有效值为时，试计算输出信号有效值试计算输出信号有效值(有用信号和有用信号和噪声噪声)，假定放大器所产生的噪声及，假定放大器所产生的噪声及其它噪声可以忽略其它噪声可以忽略等效噪声带宽等效噪声带宽等效噪声带宽等效噪声带宽第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点若输入信号若输入信号为白噪声：为白噪声：定义线性系统的定义线性系统的等效噪声带宽为：等效噪声带宽为：则有：则有：等效噪声带等效噪声带宽与输入噪宽与输入噪声无关，而声无关，而由传递函数由传递函数决定决定有频响的线有频响的线性网络使白性网络使白噪声变成有噪声变成有色噪声色噪声例题例题例题例题第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点设下图中的电容为无损耗电容，求输设下图中的电容为无损耗电容，求输出端噪声电压的均方值出端噪声电压的均方值无噪声无噪声RCRC网络网络的传递函数为：的传递函数为：故故等效噪等效噪声带宽声带宽为：为：电抗元件的热噪声？电抗元件的热噪声？电抗元件的热噪声？电抗元件的热噪声？第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点理想电抗元件不产生热噪声理想电抗元件不产生热噪声实际的电感和电容，由于存在一实际的电感和电容，由于存在一定的损耗电阻或漏电导，而被认定的损耗电阻或漏电导，而被认为是有噪元件为是有噪元件电感的损耗电阻一般不能忽略电感的损耗电阻一般不能忽略电容的损耗电阻通常可以忽略电容的损耗电阻通常可以忽略晶体管的噪声晶体管的噪声晶体管的噪声晶体管的噪声(一一一一)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点晶体管噪声的来源有如下四种：晶体管噪声的来源有如下四种：热噪声热噪声晶体管三个区的体电阻和引线电阻晶体管三个区的体电阻和引线电阻均会产生热噪声。其中均会产生热噪声。其中 为主要噪为主要噪声源声源散粒噪声散粒噪声(散弹噪声散弹噪声)由于载流子随机通过由于载流子随机通过PNPN结，使得不结，使得不同的瞬间发射极或集电极电流在平同的瞬间发射极或集电极电流在平均值上下作不规则的起伏变化而形均值上下作不规则的起伏变化而形成成其电流功率谱密度为：其电流功率谱密度为：散粒噪声也是与频率无关的白噪声，散粒噪声也是与频率无关的白噪声，但其大小与平均电流值但其大小与平均电流值 成正比。成正比。故在低噪声放大器中，第一级的工故在低噪声放大器中，第一级的工作电流设计得较小作电流设计得较小晶体管的噪声晶体管的噪声晶体管的噪声晶体管的噪声(二二二二)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点分配噪声分配噪声由于载流子在基区复合的随机性，由于载流子在基区复合的随机性，造成集电极和基极电流的随机波动造成集电极和基极电流的随机波动而引起的噪声，也是电流噪声而引起的噪声，也是电流噪声低频噪声低频噪声包括闪烁噪声包括闪烁噪声(噪声噪声)及爆裂噪及爆裂噪声，通常与晶体管表面状态或内部声，通常与晶体管表面状态或内部缺陷有关缺陷有关闪烁噪声的特点是在低频闪烁噪声的特点是在低频(几千赫几千赫以下以下)区域，其噪声强度显著增加，区域，其噪声强度显著增加，且随频率降低而升高，大体上与频且随频率降低而升高，大体上与频率成反比率成反比工作频率越高，分配噪声越大工作频率越高，分配噪声越大闪烁噪声是低频电子线路的主要噪闪烁噪声是低频电子线路的主要噪声源，也存在于其它元器件中声源，也存在于其它元器件中场效应管的噪声场效应管的噪声场效应管的噪声场效应管的噪声第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点沟道热噪声沟道热噪声由导电沟道中多子不规则的热运动由导电沟道中多子不规则的热运动而产生，是场效应管的主要噪声源而产生，是场效应管的主要噪声源栅极感应噪声栅极感应噪声产生原因与双极型晶体管大致相同产生原因与双极型晶体管大致相同沟道热噪声通过栅极电容沟道热噪声通过栅极电容 的耦合，的耦合，在栅极上感应而产生噪声，其值随在栅极上感应而产生噪声，其值随功率频率及功率频率及 的增高而变大的增高而变大闪烁噪声闪烁噪声(噪声噪声)栅极散粒噪声栅极散粒噪声由栅极内电荷的不规则起伏引起由栅极内电荷的不规则起伏引起二极管的噪声二极管的噪声二极管的噪声二极管的噪声第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点二极管正偏状态二极管正偏状态正偏状态下的二极管也存在散弹噪声正偏状态下的二极管也存在散弹噪声电流，在低频范围内还需要考虑其闪电流，在低频范围内还需要考虑其闪烁噪声烁噪声二极管反偏状态二极管反偏状态由于反向饱和电流较小，故散弹噪声由于反向饱和电流较小，故散弹噪声较小较小反偏工作状态下主要针对稳压二极管反偏工作状态下主要针对稳压二极管齐纳型稳压管主要呈现的是散弹齐纳型稳压管主要呈现的是散弹噪声，在频率较低时也有闪烁噪声噪声，在频率较低时也有闪烁噪声雪崩型稳压管的噪声较大，除散雪崩型稳压管的噪声较大，除散弹噪声外还有由于弹噪声外还有由于PNPN结内的缺陷和结内的缺陷和不均匀性而造成的多态噪声不均匀性而造成的多态噪声天线噪声天线噪声天线噪声天线噪声(一一一一)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点天线欧姆电阻产生的噪声，通常可天线欧姆电阻产生的噪声，通常可忽略忽略接收外来噪声能量接收外来噪声能量主要包括接收周围介质辐射的噪声主要包括接收周围介质辐射的噪声能量和各种外界环境噪声，与其周能量和各种外界环境噪声，与其周围的介质温度、天线的指向及频率围的介质温度、天线的指向及频率有关有关接收天线端口噪声的两个来源：接收天线端口噪声的两个来源：用天线的辐射电阻用天线的辐射电阻 在温度在温度 产生产生的热噪声来表示天线的噪声性能：的热噪声来表示天线的噪声性能：天线的等效噪声温：天线的等效噪声温度，不一定等于天线周度，不一定等于天线周围的温度围的温度当天线与接收机输入端匹配时，额当天线与接收机输入端匹配时，额定噪声功率为：定噪声功率为：天线噪声天线噪声天线噪声天线噪声(二二二二)第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点天线的环境噪声是指大气电离层的天线的环境噪声是指大气电离层的衰落和天气的变化等因素引起的自衰落和天气的变化等因素引起的自然噪声，以及来自太阳、银河系和然噪声，以及来自太阳、银河系和月球的无线电辐射产生的宇宙噪声。月球的无线电辐射产生的宇宙噪声。环境噪声是不稳定的，在空间的分环境噪声是不稳定的，在空间的分布也是不均匀的。例如，自然噪声布也是不均匀的。例如，自然噪声随季节、昼夜时间以及频率的变化随季节、昼夜时间以及频率的变化都将发生变化；通常，银河系的辐都将发生变化；通常，银河系的辐射较强，其主要影响在米波段以下，射较强，其主要影响在米波段以下，长期观测表明，这种影响是稳定的；长期观测表明，这种影响是稳定的；太阳的影响最大又极不稳定，它与太阳的影响最大又极不稳定，它与太阳的黑子变化等有关太阳的黑子变化等有关多个噪声源作用于电路时的计算多个噪声源作用于电路时的计算多个噪声源作用于电路时的计算多个噪声源作用于电路时的计算第第第第一一一一节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的来来来来源源源源和和和和特特特特点点点点若各噪声源是互不相关的，即各噪若各噪声源是互不相关的，即各噪声源中任一噪声源在某特定时间上的声源中任一噪声源在某特定时间上的噪声电压的瞬时值与另一噪声源在该噪声电压的瞬时值与另一噪声源在该时间上的数值大小无关，则总输出噪时间上的数值大小无关，则总输出噪声功率等于各自输出功率之和声功率等于各自输出功率之和否则需要考虑噪声源之间的相关系否则需要考虑噪声源之间的相关系数数信噪比的定义信噪比的定义信噪比的定义信噪比的定义第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算从噪声对信号影响的效果来看，不从噪声对信号影响的效果来看，不在于噪声电平的绝对值的大小，而在在于噪声电平的绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值于信号功率与噪声功率的相对值所以在电路的某一点所以在电路的某一点上，常用信号功率与噪上，常用信号功率与噪声功率的比值声功率的比值(即信噪即信噪比比 )来表示噪声对有来表示噪声对有用信号的影响用信号的影响信噪比不能表示从输入到输出电路信噪比不能表示从输入到输出电路在信号中注入了多少噪声在信号中注入了多少噪声噪声系数的定义噪声系数的定义噪声系数的定义噪声系数的定义第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算即网络输入端的信噪比即网络输入端的信噪比和输出端信噪比的比值和输出端信噪比的比值：电路对信号的功率增：电路对信号的功率增益益：输入噪声经过电路后，在电路：输入噪声经过电路后，在电路输出端产生的噪声功率输出端产生的噪声功率 ：电路内部噪声：电路内部噪声在输出端产生的噪在输出端产生的噪声功率声功率噪声系数示例噪声系数示例噪声系数示例噪声系数示例第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算NFNF频率特性曲频率特性曲线线噪声系数等值线图。噪声系数等值线图。可见噪声系数还和可见噪声系数还和放大器的工作条件放大器的工作条件有关有关级联电路的噪声系数级联电路的噪声系数级联电路的噪声系数级联电路的噪声系数第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算影响级联放大器噪声性能的主要因素影响级联放大器噪声性能的主要因素是第一级的噪声系数是第一级的噪声系数 及其功率增益及其功率增益噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(一一一一)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算按定义计算按定义计算信噪比与负载的关系信噪比与负载的关系即信号源加上负载后即信号源加上负载后的信噪比与负载大小的信噪比与负载大小无关无关噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(二二二二)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算额定功率法额定功率法由信噪比与负载的关系可知，由信噪比与负载的关系可知，可用额定功率表示实际功率可用额定功率表示实际功率所谓额定功率是指网络的输所谓额定功率是指网络的输入、输出端都达到阻抗匹配，入、输出端都达到阻抗匹配，输入和输出功率达到最大输入和输出功率达到最大式中各参数均为匹配条件下式中各参数均为匹配条件下的取值的取值噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(三三三三)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算开路电压法和短路电流法开路电压法和短路电流法噪声系数也可表示成输出端噪声系数也可表示成输出端开路时的两均方电压之比或开路时的两均方电压之比或输出端短路时的两均方电流输出端短路时的两均方电流之比之比：分别为网络输出端：分别为网络输出端开路和短路时总的输出开路和短路时总的输出噪声均方电压和均方电噪声均方电压和均方电流流：分别为网络输出端：分别为网络输出端开路和短路时理想网络开路和短路时理想网络的输出噪声均方电压和的输出噪声均方电压和均方电流均方电流噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(四四四四)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算无源有耗网络的噪声系数无源有耗网络的噪声系数使用额定功率使用额定功率法：法：对于输入、输出端均匹配的无源有对于输入、输出端均匹配的无源有耗网络，其耗网络，其噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(五五五五)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算噪声系数与网络内部噪声大小有关噪声系数与网络内部噪声大小有关噪声系数与以下因素有关：噪声系数与以下因素有关：噪声系数与输入噪声的大小或者说噪声系数与输入噪声的大小或者说与信号源噪声温度有关与信号源噪声温度有关测量网络的噪声系数时，规定信测量网络的噪声系数时，规定信号源内阻取标准噪声温度，即：号源内阻取标准噪声温度，即：网络噪声系数还与信号源内阻有关，网络噪声系数还与信号源内阻有关，因此存在使网络噪声系数最小的最因此存在使网络噪声系数最小的最佳源阻抗佳源阻抗噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(例例例例)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算开路电压法开路电压法短路电流法短路电流法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(例：续例：续例：续例：续)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算额定功率法额定功率法输出端的等效戴维输出端的等效戴维南电路参数为：南电路参数为：噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法(六六六六)第第第第二二二二节节节节：噪噪噪噪声声声声的的的的表表表表示示示示和和和和计计计计算算算算在进行计算时，无论是电压与电流转在进行计算时，无论是电压与电流转换，还是分压系数与分流系数，都要换，还是分压系数与分流系数，都要是平方关系是平方关系一般情况下：一般情况下：分析串联形式的电路用开路电压法分析串联形式的电路用开路电压法较简单较简单分析并联形式的电路用短路电流法分析并联形式的电路用短路电流法较方便较方便当电路较复杂时，用额定功率法较当电路较复杂时，用额定功率法较为