Формула расчета коэффициента шума многокаскадного усилителя. Спектральная плотность шума на входе

4/1.

Приведите и объясните формулу расчета коэффициента шума многокаскадного усилителя.

Коэффиуиент шума:

 - показывает во сколько раз отношение с/ш на выходе меньше с/ш/ на входе.

Коэффициент шума 4-х полюсника.

Условия:

- t_{А отн}=1

- полное согласование на входе и на выходе (Rист=Rвх и Ri=Rн)

(Минимальные шумы в канале на входе при согласовании)

;

Мощность шума при согласовании не зависит от сопротивления.

Спектральная плотность шума на входе

Полные шумы на выходе:

Pшвых=Fш·kT∆fш·Kp

Полный шум пересчитанный ко входу

Pшвх.полн=Fш·kT∆fш·Kp

Спектральная плотность шума на входе

Pшвх.п.сп=Fш·kT

Собственные шумы 4-х полюсника

На выходе:

Pшвых.полн=Kp·kT∆fш+Pш.собст  => Pш.собст = Fш·Kp·kT∆fш – Kp·kT∆fш =

= (Fш-1)·kT∆fш·Kp

На входе:

Pшвх.собст = (Fш-1)·kT∆fш

Коэффициент шума пассивного 4-х полюсника

Известно, что при согласовании Pшвых= kT∆fш, тогда

4/2
4/2

Коэффициент шума многозвенного 4-х полюсника. (Краткий анализ без учёта полос широкополосных каскадов)

Kp=Kp₁·Kp₂

Pшвых=Fш·Kp· kT∆f=Fш₁· kT∆f· Kp₁·Kp₂+(Fш₂-1)Kp₂· kT∆f

Для n-го количества каскадов

Шумовая температура.

В СВЧ диапазоне шум оценивают не Fш, а Tш.

Tш учитывает дополнительные шумы, принимаемые антенной или вносимые усилителем.

Связь коэффициента шума и Tш.

На входе:

Fш·kT∆f - kT∆f = kTш·∆f => Tш/To=(Fш-1) => Tш=(Fш-1)To

Для многозвенного 4-х полюсника:

Шумовая мера.

Для построения малошумящих приемников не достаточно учитывать только Fш первого каскада.

Из двух транзисторов меньший шум даёт тот, у которого шумовая мера меньше.

Реальная чувствительность и её связь с коэффициентом шума.

Качество приёма связано соотношением (с/ш)_вых:

АМС: γ_Uвых≈10

ЧМС: γ_Uвых≈10, γ_Uвх>2

РЛС: γ_P=0.5

ТВ: γ_P=1000-10000

Для вида модуляции, обеспечивающей выигрыш в (с/ш)_вых простейшим является ЧМ. Расчёт чувствительности необходимо проводить при требуемом (с/ш)_вых.

(с/ш)_вх не д. давать меньше 2 по напряжению

Pсвх=γ_P·Pшвх= γ_P·(k·t_Аотн·Tс·∆fш+(Fш-1)To·∆fш)

Pсвх= γ_P·kTo··∆fш(t_А+ Fш-1) – мощь сигнала, соответствующая реальной чувствительности.

    ,   - напряжение сигнала, соответствующее реальной чувствительности.