第二章低噪声前置放大技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 很多微弱信号测量装置中，使用的传感器载止频率较低， 通常工作在100Hz以下。这样1/f噪声就成为噪声的主要来 源。可以理论求得晶体管的1/f噪声的和In如下： • （2-24） 2qf I I f • （2-25） 1 • 式（2-24）中的rb rbb为一个新定义的基极电阻 ，最佳 2 源电阻 。 • 在最佳源内阻 Rsopt 时，最佳噪声系数： 4KTqf I r • （2-26） Fopt 1 f • 或用表示，可以写成： 4 KTqf L I e rb • （2-27） Fopt 1
• 电容器的噪声是很小的。因为它不是一个热噪声 源。实际的电容器有损耗，电容器的损耗会不会 带来很大的热噪声？ • 有耗电容器的等效电路如图2-7所示。
有耗电容C
C
R
Vt 4 KTRBe
(a)
(b)
图2-7有耗电容器的噪声等效电路 （a）有耗电容器；（b）噪声等效电路
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.4晶体管的噪声
• 晶体管噪声很多，主要有热噪声，低频噪 声1/f和散弹噪声。应用混合 型小信号等 效电路加上各种噪声，并将噪声折合到输 入端，求得晶体管在中频区的等效输入噪 声电压和噪声电流如下： Vn2 4KTrbb 2qIC re2 • （2-17） 2 I n 2qI B • （2-18） I • 式中 rbb为其极扩散电阻， 为集电极电流， re为发射极电阻，q为电子电荷，IB为基极 电流。
第3章 周期性微弱信号检测方法
场效应管的等效噪声模型
VR Rs In Vn 场效应管 放大电路
Pno
图2-13场效应管放大电路的等效噪声电路
Fra Baidu bibliotek
• 图2-13中，在频率较低时场效应管的噪声电压，噪声电流 和噪声系数特别简单。由下式表示： 2 Id • （2-28） 2 V
N
•
2 2 IN Ig
电容噪声的分析
第3章 周期性微弱信号检测方法
电阻电容并联电路的热噪声情况 • 如图2-8所示的阻容并联电路。
理无耗 理想容C R 有耗电 容C R RC
VtO
VtR 4 KTRBe Vtc 4 KTRC Be
(a)
(b)
图2-8电阻电容并联电路的热噪声 （a）并联电阻电容电路；（b）并联电路的热噪声原理图
第3章 周期性微弱信号检测方法
电阻电容并联电路的热噪声分析
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.3变压器的噪声
• 1、变压器能实现信号的偶和、传输、阻抗变换 等功能。除了这些功能外在实际使用中还必须要 考虑变压器的共模抑制，磁屏蔽，初级电感，频 率响应和麦克风效应等。 • 2、变压器的噪声并不是只有自身电阻的热噪声。 更为主要的是外界的干扰。这些干扰来自磁场干 扰，地回路干扰，共模信号的干扰。由于在微弱 信号检测中输入变压器的输入信号可能小到毫微 伏数量级或更小。因此，必须很小心地消除这些 干扰和减小热噪声。
2.1电子元器件的噪声
• 1、电子线路内部噪声是由电子元器件产生 的噪声按照一定的规律叠加的结果； • 2、要设计或正确使用低噪声放大器就必须 对电子元器件的噪声有所了解； • 3、正确地选择，筛选，使用元件对于设计 制造低噪声放大器是十分重要的环节。 • 4、定性地了解电阻、电容、变压器、晶体 管、场效应管等电子元器件的噪声性能。
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 过剩噪声（电流噪声）： • 电阻中流过直流电流时，往往还产生过剩噪声， 过剩噪声是在电阻的基本噪声之外多余的噪声。 有时也称电流噪声。 • 过剩噪声功率与1 / f 成正比。过剩噪声电压与流过 电阻的直流电流大小成正比。电阻中的过剩噪声 电压VNex的经验公式是： kI R V • （2-2） f • 式（2-2）中k为常数，与电阻材料和制作方 法有关。IDC为流过电阻的直流电流。引入直流电 压 V I R上式可以改写成： kV V • （2-3） f • 式（2-3）表明电阻的过剩噪声和加在电阻上的 直流电压有关，与电阻的阻值无关。
R
It
4 KTBe R
R
Vt 4 KTRBe
(a)
(b)
图2-5考虑电阻热噪声的电阻等效电路模型
（a）电阻的噪声电压源等效模型；（b）电阻的噪声电流源等效模型
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 例2-1 试证明，环境温度相同的两个电阻和 串联所产生的等效热噪声电压为： Vt串＝ 4KTBe ( R1 R2 ) • (2-6) • 证明：如图2-6（a）所示为两个电阻串联 的噪声模型。
C
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管共射放大电路 Vn 、 n I IC 变化的曲线关系
随
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管放大电路的等效噪声电路
VR Rs In Vn
三极管放 大电路
Pno
图2-10三极管放大电路的等效噪声电路
• 图中 Vn 为三极管的等效输入噪声电压；In为三极 管的等效输入噪声电流；VR信号源电阻RS的等效 输入噪声电压，且VR2 4KTRS Be ；RS为信号源电阻； Pno 为输出总噪声功率，且功率与电压、电流的平方 成正比。
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.1电阻原件的噪声
• 电阻具有热噪声和过剩噪声。 • 热噪声：对于一切电阻都有一个基本的噪声机理， 由电荷载流子的运动引起的热噪声。这一噪声电 压与电阻的温度、阻值和测量仪器的带宽有关， 由乃奎斯特公式表示电阻的热噪声电压为： • • 式（2-1）中R为电阻值或阻抗的实部，为测量仪 器的噪声带宽。 • 热噪声是电阻的最低噪声，不论是碳质电阻，碳 膜电阻，金属膜电阻，线绕电阻都具有相同的热 噪声。
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管的最佳噪声系数 Fopt 和 最佳源电阻 Rsopt • 由式1-43可得： k [I R V V ] P I R V F 1 • （2-19） k P 4 KTR B k V • 式（2-19）为连续函数，且存在极小值最 佳噪声系数 Fopt ，为了寻求最佳噪声系数， 得到最佳源电阻，将式（2-19）对 RS 求导， F 0 并令 ，得： R V • （2-20） Rsopt n
no p 2 n 2 S 2 n 2 R 2 n 2 S 2 n e P ni p 2 R S
S
In
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 1、由式（2-23）可得，最佳源内阻随着集电极 电流的减小成线性关系增加。 • 2、由式（2-22）表明，提高 0 可以减小最佳噪 声系数。同样减小基极电阻或集电极电流噪声系 数也减小。这一结论似乎和上述 Vn 讨论时的结 论随着集电极电流的减小而增大相矛盾。其实不 然，因为最佳噪声系数是在最佳源内阻条件下求 得的，考虑到了Fopt 与 Rsopt两者的统一。 • 3、当源内阻在几千欧到几百千欧，在较大的集 电极电流时噪声系数最小，源内阻的下限取决于 基极电阻，低噪声晶体管应当具有小的基极扩散 电阻和大的 0 值。
第3章 周期性微弱信号检测方法
消除变压器干扰和减小热噪声方法
• 1、变压器的磁干扰是由外部磁场在变压器上产生感应电 压。 • 2、共模干扰可以加法拉弟静电屏蔽抑制。 • 3、输入变压器初级电感量大，电阻小，才能得到较低的 频率响应和较小的等效噪声电压。 • 4、电感量大的变压器在受到冲击或振动时都会产生干扰 电压，这时铁芯或导磁率受到调制，就可产生感应电压， 有时对变压器讲话都会产生感应电压。最好对变压器在线 圈和迭层与屏蔽层之间以及屏蔽层相互之间进行声学隔离。 • 5、注意消除迭层和屏蔽罩中的剩磁，除了在装配前进行 去磁处理外，在拿到变压器之后不要用万用表对线圈进行 通断测量，不然会造成无意磁化。
引例2：
• 采用交流平衡电桥法，测量一个微小阻抗的变化，并用导 线将两路信号接入前置放大器，因为阻抗变化很小，形成 的电压变化也很小，理论计算只有几百个，采用了多级放 大电路，如图2-1所示。
R R
R
u Asant
多级放大
uo
R
R
图2-1
第3章 周期性微弱信号检测方法
•
所加电桥激励信号如图2-2所示，理论推到应该输出 一个很干净的正弦信号，结果放大输出信号如图2-3所示， 信号怎么“长毛”了？这是什么原因呢？电桥两端短路扫 频输出结果出现了如图2-4所示的输出波形，这又是什么 回事呢？
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 在微弱信号检测过程中，电阻的电路物理模型一般是将它 等效为电阻的噪声电压源模型，如图2-5（a）所示，一个 噪声电压源和一个无噪声理想电阻的串联形式；或者将它 等效为电阻的噪声电流源模型，如图2-5（b）所示，一个 噪声电流源和一个无噪声理想电阻的并联形式来表示。
第3章 周期性微弱信号检测方法
NF/dB 1 噪声（－3dB/倍频程） f
f 2噪声（6dB/倍频程）
0
低频区
f1
中频区 白噪声
f2
高频区
f (Hz )
图2-12三极管噪声因数
NF与工作频率 f 关系图
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.5场效应晶体管的噪声
• 1、与双极型晶体管相比，场效应管(FET)具有高 输入阻抗和低噪声系数的特点，比较适合用于低 噪声前置放大器。 • 2、场效应管分为两类：结型场效应管(JFET)和 金属－氧化物－半导体场效应管(MOSFET)。 • 3、场效应管的内部结构和运行机理不同于双极 型晶体管，它是通过调制导电沟道的电阻来工作 的，内部噪声源也不同于双极型晶体管。 • 4、场效应管内部噪声主要包括沟道的热噪声， 低频噪声 ，栅极的散弹噪声和栅极感应噪声等等。
2 Id F 1 2 4 KTBe 4 KTRS Be g m 2 RS I g
2 Nex 2 DC 2
DC
DC
2 Nex
2 DC
第3章 周期性微弱信号检测方法
从低噪声运用的角度考虑建议使 用电阻时着重考虑如下几个方面： • • • • 1）采用金属膜电阻。 2）使用大瓦数额定功率的电阻。 3）采用刻纹的金属膜电阻。 4）在电路设计时考虑无噪声偏置（即偏置 电阻两端不加直流电压）。
Vt1 4 KTBe R1
R1
Vt 2 4 KTBe R2
(a)
R2
Vt串 4 KTBe ( R1 R2 )
(b)
R1+R2
图2-6两个电阻串联的噪声模型 （a）两电阻串联噪声电路；（b）两电阻串联的等效噪声电路
第3章 周期性微弱信号检测方法
解：
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.2电容器的噪声
2 n r L B
r 2qf L I B rb2 V f 2 n
r L B b
0 f
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
半导体三极管噪声系数特点：
• （1）半导体三极管共射极、共集极、共基极三种接法的噪声系数是 不同的，但其数值彼此相近(差别不大)，因此可认为噪声系数与半导 体三极管接法无关。这样在选择电路时，三极管接法可不予考虑。例 如，可采用共射极接法提高放大倍数，用以加强信号的驱动能力，克 服后级噪声影响；采用共集极接法可以用来提高输入阻抗；采用共基 极接法可以增加频带的带宽等等。 • （2）半导体三极管放大器的噪声系数F是器件工作点、及源电阻的 函数，所以必须指出测试条件。当测试条件改变时，其结果也随之改 变。 • （3）噪声因数与工作频率关系如图1-12所示。在低频区主要是低频 噪声起作用，一般在几KHz以下；在高频区主要是高频噪声起作用， ~之间主要是“白噪声”起作用。 • 图2-12三极管噪声因数与工作频率关系图 • 总体而言，低噪声晶体管放大电路设计应选择，工作频率高，输入电 阻小，放大倍数大的管子，并采用合适的源电阻和设置合适的静态工 作点，才能得到最佳的噪声系数。
微弱信号检测与应用讲义 孙士平 2012.12
第3章 周期性微弱信号 检测方法
• • • • • •
教学目的 1、了解电子元器件噪声的产生机理； 2、了解低噪声前置放大器的设计方法； 3、了解系统的屏蔽接地技术； 4、理解与噪声相关的几个基本概念； 5、熟练掌握放大器的等效噪声模型。
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 很多微弱信号测量装置中，使用的传感器载止频率较低， 通常工作在100Hz以下。这样1/f噪声就成为噪声的主要来 源。可以理论求得晶体管的1/f噪声的和In如下： • （2-24） 2qf I I f • （2-25） 1 • 式（2-24）中的rb rbb为一个新定义的基极电阻 ，最佳 2 源电阻 。 • 在最佳源内阻 Rsopt 时，最佳噪声系数： 4KTqf I r • （2-26） Fopt 1 f • 或用表示，可以写成： 4 KTqf L I e rb • （2-27） Fopt 1
• 电容器的噪声是很小的。因为它不是一个热噪声 源。实际的电容器有损耗，电容器的损耗会不会 带来很大的热噪声？ • 有耗电容器的等效电路如图2-7所示。
有耗电容C
C
R
Vt 4 KTRBe
(a)
(b)
图2-7有耗电容器的噪声等效电路 （a）有耗电容器；（b）噪声等效电路
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.4晶体管的噪声
• 晶体管噪声很多，主要有热噪声，低频噪 声1/f和散弹噪声。应用混合 型小信号等 效电路加上各种噪声，并将噪声折合到输 入端，求得晶体管在中频区的等效输入噪 声电压和噪声电流如下： Vn2 4KTrbb 2qIC re2 • （2-17） 2 I n 2qI B • （2-18） I • 式中 rbb为其极扩散电阻， 为集电极电流， re为发射极电阻，q为电子电荷，IB为基极 电流。
第3章 周期性微弱信号检测方法
场效应管的等效噪声模型
VR Rs In Vn 场效应管 放大电路
Pno
图2-13场效应管放大电路的等效噪声电路
Fra Baidu bibliotek
• 图2-13中，在频率较低时场效应管的噪声电压，噪声电流 和噪声系数特别简单。由下式表示： 2 Id • （2-28） 2 V
N
•
2 2 IN Ig
电容噪声的分析
第3章 周期性微弱信号检测方法
电阻电容并联电路的热噪声情况 • 如图2-8所示的阻容并联电路。
理无耗 理想容C R 有耗电 容C R RC
VtO
VtR 4 KTRBe Vtc 4 KTRC Be
(a)
(b)
图2-8电阻电容并联电路的热噪声 （a）并联电阻电容电路；（b）并联电路的热噪声原理图
第3章 周期性微弱信号检测方法
电阻电容并联电路的热噪声分析
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.3变压器的噪声
• 1、变压器能实现信号的偶和、传输、阻抗变换 等功能。除了这些功能外在实际使用中还必须要 考虑变压器的共模抑制，磁屏蔽，初级电感，频 率响应和麦克风效应等。 • 2、变压器的噪声并不是只有自身电阻的热噪声。 更为主要的是外界的干扰。这些干扰来自磁场干 扰，地回路干扰，共模信号的干扰。由于在微弱 信号检测中输入变压器的输入信号可能小到毫微 伏数量级或更小。因此，必须很小心地消除这些 干扰和减小热噪声。
2.1电子元器件的噪声
• 1、电子线路内部噪声是由电子元器件产生 的噪声按照一定的规律叠加的结果； • 2、要设计或正确使用低噪声放大器就必须 对电子元器件的噪声有所了解； • 3、正确地选择，筛选，使用元件对于设计 制造低噪声放大器是十分重要的环节。 • 4、定性地了解电阻、电容、变压器、晶体 管、场效应管等电子元器件的噪声性能。
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 过剩噪声（电流噪声）： • 电阻中流过直流电流时，往往还产生过剩噪声， 过剩噪声是在电阻的基本噪声之外多余的噪声。 有时也称电流噪声。 • 过剩噪声功率与1 / f 成正比。过剩噪声电压与流过 电阻的直流电流大小成正比。电阻中的过剩噪声 电压VNex的经验公式是： kI R V • （2-2） f • 式（2-2）中k为常数，与电阻材料和制作方 法有关。IDC为流过电阻的直流电流。引入直流电 压 V I R上式可以改写成： kV V • （2-3） f • 式（2-3）表明电阻的过剩噪声和加在电阻上的 直流电压有关，与电阻的阻值无关。
R
It
4 KTBe R
R
Vt 4 KTRBe
(a)
(b)
图2-5考虑电阻热噪声的电阻等效电路模型
（a）电阻的噪声电压源等效模型；（b）电阻的噪声电流源等效模型
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 例2-1 试证明，环境温度相同的两个电阻和 串联所产生的等效热噪声电压为： Vt串＝ 4KTBe ( R1 R2 ) • (2-6) • 证明：如图2-6（a）所示为两个电阻串联 的噪声模型。
C
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管共射放大电路 Vn 、 n I IC 变化的曲线关系
随
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管放大电路的等效噪声电路
VR Rs In Vn
三极管放 大电路
Pno
图2-10三极管放大电路的等效噪声电路
• 图中 Vn 为三极管的等效输入噪声电压；In为三极 管的等效输入噪声电流；VR信号源电阻RS的等效 输入噪声电压，且VR2 4KTRS Be ；RS为信号源电阻； Pno 为输出总噪声功率，且功率与电压、电流的平方 成正比。
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.1电阻原件的噪声
• 电阻具有热噪声和过剩噪声。 • 热噪声：对于一切电阻都有一个基本的噪声机理， 由电荷载流子的运动引起的热噪声。这一噪声电 压与电阻的温度、阻值和测量仪器的带宽有关， 由乃奎斯特公式表示电阻的热噪声电压为： • • 式（2-1）中R为电阻值或阻抗的实部，为测量仪 器的噪声带宽。 • 热噪声是电阻的最低噪声，不论是碳质电阻，碳 膜电阻，金属膜电阻，线绕电阻都具有相同的热 噪声。
第3章 周期性微弱信号检测方法
三极管的最佳噪声系数 Fopt 和 最佳源电阻 Rsopt • 由式1-43可得： k [I R V V ] P I R V F 1 • （2-19） k P 4 KTR B k V • 式（2-19）为连续函数，且存在极小值最 佳噪声系数 Fopt ，为了寻求最佳噪声系数， 得到最佳源电阻，将式（2-19）对 RS 求导， F 0 并令 ，得： R V • （2-20） Rsopt n
no p 2 n 2 S 2 n 2 R 2 n 2 S 2 n e P ni p 2 R S
S
In
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 1、由式（2-23）可得，最佳源内阻随着集电极 电流的减小成线性关系增加。 • 2、由式（2-22）表明，提高 0 可以减小最佳噪 声系数。同样减小基极电阻或集电极电流噪声系 数也减小。这一结论似乎和上述 Vn 讨论时的结 论随着集电极电流的减小而增大相矛盾。其实不 然，因为最佳噪声系数是在最佳源内阻条件下求 得的，考虑到了Fopt 与 Rsopt两者的统一。 • 3、当源内阻在几千欧到几百千欧，在较大的集 电极电流时噪声系数最小，源内阻的下限取决于 基极电阻，低噪声晶体管应当具有小的基极扩散 电阻和大的 0 值。
第3章 周期性微弱信号检测方法
消除变压器干扰和减小热噪声方法
• 1、变压器的磁干扰是由外部磁场在变压器上产生感应电 压。 • 2、共模干扰可以加法拉弟静电屏蔽抑制。 • 3、输入变压器初级电感量大，电阻小，才能得到较低的 频率响应和较小的等效噪声电压。 • 4、电感量大的变压器在受到冲击或振动时都会产生干扰 电压，这时铁芯或导磁率受到调制，就可产生感应电压， 有时对变压器讲话都会产生感应电压。最好对变压器在线 圈和迭层与屏蔽层之间以及屏蔽层相互之间进行声学隔离。 • 5、注意消除迭层和屏蔽罩中的剩磁，除了在装配前进行 去磁处理外，在拿到变压器之后不要用万用表对线圈进行 通断测量，不然会造成无意磁化。
引例2：
• 采用交流平衡电桥法，测量一个微小阻抗的变化，并用导 线将两路信号接入前置放大器，因为阻抗变化很小，形成 的电压变化也很小，理论计算只有几百个，采用了多级放 大电路，如图2-1所示。
R R
R
u Asant
多级放大
uo
R
R
图2-1
第3章 周期性微弱信号检测方法
•
所加电桥激励信号如图2-2所示，理论推到应该输出 一个很干净的正弦信号，结果放大输出信号如图2-3所示， 信号怎么“长毛”了？这是什么原因呢？电桥两端短路扫 频输出结果出现了如图2-4所示的输出波形，这又是什么 回事呢？
第3章 周期性微弱信号检测方法
• 在微弱信号检测过程中，电阻的电路物理模型一般是将它 等效为电阻的噪声电压源模型，如图2-5（a）所示，一个 噪声电压源和一个无噪声理想电阻的串联形式；或者将它 等效为电阻的噪声电流源模型，如图2-5（b）所示，一个 噪声电流源和一个无噪声理想电阻的并联形式来表示。
第3章 周期性微弱信号检测方法
NF/dB 1 噪声（－3dB/倍频程） f
f 2噪声（6dB/倍频程）
0
低频区
f1
中频区 白噪声
f2
高频区
f (Hz )
图2-12三极管噪声因数
NF与工作频率 f 关系图
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.5场效应晶体管的噪声
• 1、与双极型晶体管相比，场效应管(FET)具有高 输入阻抗和低噪声系数的特点，比较适合用于低 噪声前置放大器。 • 2、场效应管分为两类：结型场效应管(JFET)和 金属－氧化物－半导体场效应管(MOSFET)。 • 3、场效应管的内部结构和运行机理不同于双极 型晶体管，它是通过调制导电沟道的电阻来工作 的，内部噪声源也不同于双极型晶体管。 • 4、场效应管内部噪声主要包括沟道的热噪声， 低频噪声 ，栅极的散弹噪声和栅极感应噪声等等。
2 Id F 1 2 4 KTBe 4 KTRS Be g m 2 RS I g
2 Nex 2 DC 2
DC
DC
2 Nex
2 DC
第3章 周期性微弱信号检测方法
从低噪声运用的角度考虑建议使 用电阻时着重考虑如下几个方面： • • • • 1）采用金属膜电阻。 2）使用大瓦数额定功率的电阻。 3）采用刻纹的金属膜电阻。 4）在电路设计时考虑无噪声偏置（即偏置 电阻两端不加直流电压）。
Vt1 4 KTBe R1
R1
Vt 2 4 KTBe R2
(a)
R2
Vt串 4 KTBe ( R1 R2 )
(b)
R1+R2
图2-6两个电阻串联的噪声模型 （a）两电阻串联噪声电路；（b）两电阻串联的等效噪声电路
第3章 周期性微弱信号检测方法
解：
第3章 周期性微弱信号检测方法
2.1.2电容器的噪声
2 n r L B
r 2qf L I B rb2 V f 2 n
r L B b
0 f
第3章 周期性微弱信号检测方法
第3章 周期性微弱信号检测方法
半导体三极管噪声系数特点：
• （1）半导体三极管共射极、共集极、共基极三种接法的噪声系数是 不同的，但其数值彼此相近(差别不大)，因此可认为噪声系数与半导 体三极管接法无关。这样在选择电路时，三极管接法可不予考虑。例 如，可采用共射极接法提高放大倍数，用以加强信号的驱动能力，克 服后级噪声影响；采用共集极接法可以用来提高输入阻抗；采用共基 极接法可以增加频带的带宽等等。 • （2）半导体三极管放大器的噪声系数F是器件工作点、及源电阻的 函数，所以必须指出测试条件。当测试条件改变时，其结果也随之改 变。 • （3）噪声因数与工作频率关系如图1-12所示。在低频区主要是低频 噪声起作用，一般在几KHz以下；在高频区主要是高频噪声起作用， ~之间主要是“白噪声”起作用。 • 图2-12三极管噪声因数与工作频率关系图 • 总体而言，低噪声晶体管放大电路设计应选择，工作频率高，输入电 阻小，放大倍数大的管子，并采用合适的源电阻和设置合适的静态工 作点，才能得到最佳的噪声系数。
微弱信号检测与应用讲义 孙士平 2012.12
第3章 周期性微弱信号 检测方法
• • • • • •
教学目的 1、了解电子元器件噪声的产生机理； 2、了解低噪声前置放大器的设计方法； 3、了解系统的屏蔽接地技术； 4、理解与噪声相关的几个基本概念； 5、熟练掌握放大器的等效噪声模型。
第3章 周期性微弱信号检测方法