高频电子线路 杨霓清 答案 第八章-噪声与干扰

思考题与习题

8.1 电阻热噪声有何特性？如何描述？

8.2求题8.2图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R =10k Ω,

C =200pF, T =290K 。

题8.2图

题8.3图

8.3求题8.3图所示并联谐振回路的等效噪声带宽L B 和输出均方噪声电压值。

（提示：可把它看作噪声通过线性系统，噪声源为r 上的热噪声；也可把r 等效成并联电阻0R ，求在并联回路两端表现的电阻部分产生的热噪声。）

8.4 求题8.4图所示的T 型和π型电阻网络的噪声系数。

题8.4图

8.5 题8.5图所示是一个有高频放大器的接收机方框图。各级参数如图中所示。试求接收机 的总噪声系数，并比较有高放和无高放的接收机对变频噪声系数的要求有什么不同？

题8.5图

答：根据多级电路总噪声系数为

F N ＝3441113123

111F F F F PH PH PH PH PH PH N N N N A A A A A A ---+++ 1 传输线的噪声系数是1F N ＝

11PH A ＝10.8＝1.25 2 接收机总噪声系数为F N ＝3441113123111F F F F PH PH PH PH PH PH N N N N A A A A A A ---+++

＝1.25+

2171310.80.8100.8100.7

----+⨯⨯⨯ ＝3.61

3 若无高放，则总噪声系数为

F N ＝1F N ＋34113

11F F PH PH PH N N A A A --+ ＝71311.250.80.80.7--+

+⨯ ＝12.32

可见无高放后，接收机噪声系数比有高放要大很多。若要降低接收民噪声系数只有降低变频器的噪声系数提高功率增益，这样对变频器的要求就很高。因而最好是在变频器前啬高放级。若还要进一步降低总噪声系数还可以将高放和变频和在一个制冷系统中，使其处于零下100摄氏度，这样总噪声系数又会有较大下降。

8.6某接收机的前端电路由高频放大器、晶体管混频器和中频放大器组成。已知晶体管混频

器的功率传输系数PH A =0.2，噪声温度1T =60K ，中频放大器的噪声系数FI N =6dB 。现有噪声系数为3 dB 的高频放大器来降低接收机的总噪声系数。若要求总噪声系数为10 dB ，则高频放大器的功率增益至少要多少分贝？

解：由题意知

1 高频放大器的噪声系数F N =3dB

F N =2

2晶体管混频器的噪声温度i T =60K ，对应的噪声系数为

F N =1i T T +=601290+=1.21 3中频放大器的噪声系数I F N =6dB

I F N ＝3.98

4接收机总噪声系数F N ＝10dB

设高频放大器的噪声系数为1F N ，功率增益为1PH A ，由题意知1F N =2晶体管混频器的噪声

系数2F N ,为功率传输系数为2F N ，，由题意知2F N =1.21,2PH A =0.2 ; 频放大器的噪声系数为3F N ，由题意知3F N =1F N =3.98

若接收机不考虑天线和传输线的噪声系数，只考虑高频放大、混频器和中频放大器的噪声系

数，则接收机的总噪声系数F N 的表示式为F N ＝32111211F F F PH PH PH N N N A A A --+

+ 可得

10＝2＋111.211 3.9810.2

PH PH A A --++⨯

1PH A ＝1.89 1PH A （dB ）=10lg1.89 = 2.76dB

8.7有一放大器功率增益为60 dB ，带宽为1MHz ，噪声系数F N =1，问在室温290K 时，它

的本身输出额定噪声功率为多少？若F N =2，其值为多少？

解：因为放大器本身输出额定噪声功率为n P =()1F n PH N kT f A -∆

1 当F N =1时

n P =0表示放大器本身不产生噪声输出。

2当F N ＝2时

n P ＝()1F n PH N kT f A -∆

＝1.38⨯-2310

⨯290⨯1⨯610⨯610 ＝4⨯-910V -2

8.8 RC 并联网络中，设C 是无损耗电容。试求该网络两端的均方值噪声电压，并求该网络

的等效噪声通频带。若R 增大或减小，该网络两端的均方值噪声将如何变化？

8.9接收机带宽为3kHz ，输入阻抗为50Ω，噪声系数为6dB ，用一总衰减为4 dB 的电缆连

接到天线。假设各接口均匹配，为了使接收机输出信号噪声比为10 dB ，则最小输入信号应为多少？

8.10有一放大器的功率增益为15dB ，带宽为100MHz ，噪声系数为3dB 。若将其连接到等

效噪声温度为800K 的解调器前端，则整个系统的噪声系数和等效噪声温度为多少？

8.11某卫星通信接收机的线性部分如题8.16图所示，为满足输出端信噪比为20dB 的要求，

计算天线所需获得的信号功率。

题8.11图

8.12某接收机线性部分如图8.12题所示，接收信号经传输送至变频器，再由中频放大器放

大。他们的额定功率增益和噪声系数如图所示，求其总噪声系数。

图8.12题

8.13晶体管和场效应管噪声的主要来源是哪些？为什么场效应管内部噪声较小？

答：二者都有热噪声、散粒噪声、1/f 噪声等，但晶体管还有因多数与少数载流子由于在

基区产生的复合作用而引起的分配噪声。场效应管内只有一种载流子无能无力因而不会产生分配噪声。所以场效应管的内部噪声较小。

8.14一个1000Ω电阻在温度290K 和10MHz 频带内工作，试计算该元件两端产生的噪声电

流的均方根值。 解：2n υ=4nR kT f ∆＝4⨯1.38⨯310-⨯290⨯10⨯610⨯10002V

＝160.08⨯210－2V

因此，噪声电压和噪声电流的远方根值为、

12.65⨯610－⨯12.65V μ

噪声电流的均方根值为

12.65⨯910－A

8.15如题8.15图所示，不考虑R L 的噪声，求虚线框内线性网络的噪声系数F N 。

题8.15图

解：首选将电压源化为电流原，即

s i =s s

R υ=s s G υ 噪声电流的均方值为

2ns i =4n s kT f G ∆

内的噪声电流均方值为

2nR i =14n kT f R

∆=4n kT f G ∆ 信号功率为

si P =2s s L

i G G G ++ 输入噪声功率为

ni P =2ns s L

i G G G ++ 输出信号功率为