《电放大器相位噪声》PPT课件

,*,*,放大器噪声对相位噪声的影响及公式推导,噪声一般包括热噪声和闪烁噪声。,噪声系数表示为：,放大器输出端信号和噪声有效值电压分别为：,F,为放大器噪声系数,;G,为放大器增益,;Ps,为输入端信号功率,;,输出端噪声功率为,Nout=FGkTB;k,为玻耳兹曼常数,;T,为温度,以,K,为单位,;B,为带宽。,放大器噪声对相位噪声的影响及公式推导,放大器输出端信号和噪声的有效值电压图解,载波信号上叠加噪声信号矢量图,放大器噪声对相位噪声的影响及公式推导,有效值噪声电压产生相位调制,其相角为 ，在小角度调制下，有：,由相位噪声的定义和相位调制原理：,对数表示,噪声系数和相位噪声的测量比较,论文信息,NIST,：美国国家标准技术研究所,噪声系数和相位噪声的测量比较,（,1,）比较,相位噪声（,PN,）和噪声系数（,NF,）哪一个更能描述放大器的具体特征,（,2,）放大器的热相位噪声底是,-177dBc/Hz,（输入载波功率为,0dBm,）,NF,：测量的远离载频处的宽带噪声，是在没有信号或固定输入下测量得的噪声，没有考虑近载频的闪烁噪声。,实验表明：输入信号增加时由于非线性交调失真，宽带噪声增加,1-5dB,，由此得到的,NF,相比于,0,输入信号。,噪声系数和相位噪声的测量比较,振荡信号的射频功率谱：,：载波的均方根电压；,：在频率 处的噪声功率谱密度；,：载波频率；：傅里叶频率,幅度调制噪声和相位调制噪声相等，是射频功率谱的一半,根据定义：相位噪声,噪声系数和相位噪声的测量比较,如图：热噪声产生的等效电路,代入上式可以得到：,噪声系数和相位噪声的测量比较,This is the wideband PM noise floor of an amplifier.,测量系统：双通道互相关技术,噪声系数和相位噪声的测量比较,噪声系数和相位噪声的测量比较,测量结果：,输入功率越低，测量的相位噪声越大,在输入功率低时，计算结果和无载波,NF,相近，当载波功率变大时，不再一致（非线性交调失真）,验证了放大器的热噪底是,-177dBc/Hz,噪声系数和相位噪声的测量比较,前向反馈线性放大器验证上述结论,噪声系数和相位噪声的测量比较,前向反馈线性放大器验证上述结论,线性度越好，闪烁噪声越小,同时,NF,的曲线，和上述结论相一致,噪声系数和相位噪声的测量比较,同类型放大器，同测量条件下，不同,NF,的相噪曲线,NF,和闪烁噪声的优劣没有关系,噪声系数和相位噪声的测量比较,结论：,（,1,）传统,NF,的测量是无信号或者是小信号（线性区），不能完全反应放大器的,NF,。,（,2,）通过相噪的测量得出的,NF,，更符合实际，同时还能反应闪烁噪声的影响。,（,3,）放大器的,NF,受载波功率和非线性交调失真的影响,（,4,）放大器的高线性会减小闪烁噪声和提高所测量的相位噪声底。,（,5,）闪烁噪声的大小和,NF,系数没有关系。,（,6,）放大器的热相位噪声底是,-177dBc/Hz,（输入载波功率为,0dBm,）,放大器噪声对相位噪声的影响,测试实验：,放大器噪声对相位噪声的影响,测试结果曲线：,放大器相位噪声曲线,放大器噪声对相位噪声的影响,测试结果分析：,如图曲线,B,所示，因为,44dB,和,6dB,衰减器是无源的，认为它不引入相位噪声，而,S1,的相噪性能大大优于放大器。曲线,A,和,B,的相位噪声分别为：,a,点是输出端，其功率为,10dBm/Hz,，,a,点的信号经过,44dB,衰减后到,b,点，其信号功率为,-34dBm,，,b,点上的热噪声电平为,-174dBm/Hz,，不可能再降，这样,b,点上相位噪声为,-140dBc/Hz,。经过放大器，信号到达,C,点，,被测放大器的噪声系数约为,4dB,，即噪声性能变坏,4dB,。则,C,点上的相位噪声,-136dBm/Hz,。,C,点后面的,6dB,衰减器，它的热噪声功率,-174dBm/Hz,不会成为相位噪声的门限，因而，,C,点上信号的相位噪声,-136dBc/Hz,，这是被测放大器相位噪声的理论值，与曲线,B,测出的相位噪声一致。,放大器噪声对相位噪声的影响,这是某公司信息：,放大器噪声对相位噪声的影响,相位噪声机理：相位噪声主要来源于白噪声和闪烁噪声，多项式模型如下,其中,闪烁噪声,1/f,与 无关。,放大器噪声对相位噪声的影响,