电放大器相位噪声.ppt

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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