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文档简介

1,光电信号检测与处理技术,第二章 第一节 放大器的噪声,2,本节主要内容,1. 放大器EnIn噪声模型 2.放大器的 Eni（等效输入噪声） 3. 噪声系数 4. 最佳源电阻,3,光电检测电路的低噪声设计,问题的提出,提高系统信噪比途径：,光学方法,电学方法,热力学方法,4,光电检测电路的低噪声设计,问题的提出,信号光很弱时，探测器的输出信噪比很低,探测器噪声,电路噪声,“雪上加霜”,5,光电检测电路的低噪声设计,前置 放大器噪声,电路 噪声,6,1. 放大器EnIn噪声模型：,纯电阻 信号源,例如：低噪声放大器OP27 En = 3.5nV/ Hz1/2 , In = 1.7pA/ Hz1/2,1前置放大器的噪声,仅有热噪声,-选择低噪声放大器就行了？,7,2. Ens 、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系,Ens的的贡献为：,8,2. Ens 、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系,En的的贡献为：,9,Ens 、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系,In的的贡献为：,10,Ens 、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系,均方值相加便得到总的输出噪声为,11,当信号源为Usi，输出信号为：,因此，等效输入噪声就是：,12,放大器EnIn噪声模型：,纯电阻 信号源,等效输入噪声电压,信号源与放大器相互作用,噪声系数,前置放大器的噪声,13,广泛采用EnIn噪声模型的原因,基于四端网络理论，简化分析; 模型所采用的各个参数容易测量; *源电阻Rs的热噪声Ens,*Rs=0的条件下，测量放大器的总输出噪声，可求得 En,*在已知En、Ens的条件下，再进行一次测量，即可求出In,14,F=1， 理想的无噪声放大器 F 1，实际的有噪声放大器,噪声系数F反映了放大器的噪声使系统信噪比变坏的程度，是衡量放大器噪声性能好坏的重要指标。,3. 噪声系数,NF=10lgF （dB）,用分贝表示：,前置放大器的噪声,15,n级级联放大电路噪声系数：,KP1很大时，F F1前置放大器的噪声贡献,例1：光电倍增管和雪崩光电二极管 高内增益,例2：光电二极管 无内增益,3. 噪声系数,最佳源电阻,噪声系数最小,16,4. 最佳源电阻,前置放大器的噪声,17,4. 最佳源电阻,前置放大器的噪声,18,例如：OP27 En = 3.5nV/ Hz1/2 , In = 1.7pA/ Hz1/2,Rsopt？,4. 最佳源电阻,前置放大器的噪声,19,4. 最佳源电阻,当信号源的内阻等于放大器的最佳源电阻值时，放大器对检测电路附加的噪声最小，称为信号源与放大器之间达到了噪声匹配。,前置放大器的噪声,20,噪声匹配举例：,例：热电偶； 光电
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