Коэффициент шума
Реальные источники сигнала и усилители сигналов можно представить как шумящие, т.к. последние способны вносить шумовые компоненты и тем самым ухудшать отношение сигнал/шум на выходе усилительных устройств различного назначения.
Любую систему можно представить в виде следующей структурной схемы, состоящей из шумящего источника сигнала и шумящего 4-полюсника.
Рис. 3. 4
Шумящий 4-полюсник обладает номинальными мощностями сигнала Рс и шума Рш. Изменение отношения сигнал шума по сравнению с отношением сигнал/шум на входе 4-полюсника характеризует шумовые свойства шумящего 4-полюсника.
Заметим, что в этом отношении фигурируют номинальные мощности, т.е. мощности, отдаваемые в согласованную нагрузку. При нарушении согласования - мощности сигнала и шума изменяются по сравнению с номинальными, однако эти мощности изменяются одинаково и их отношение остается постоянным. Поэтому отношение номинальных мощностей сигнала и шума может служить для оценки источника не только на согласованную, но и на рассогласованную нагрузку. Следовательно, полученные результаты, справедливые для режима согласования можно распространить и на случай рассогласования. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривает лишь режимы согласования при оценки шумовых свойств шумящих 4-полюсников.
Предположим, что на вход шумящего 4-полюсника подается смесь сигнала и шума с выхода шумящего источника сигнала, при этом отношение сигнал/шум на выходе источника сигнала можно представить как . На выходе шумящего 4-полюсника мощности сигнала и шума определяются шумовыми свойствами этой цепи.
Для характеристики шумовых свойств шумящего 4-полюсника вводится коэффициент шума, который представляет собой отношение на входе к отношению сигнал/шум на выходе исследуемой цепи и может быть представлен как
(3.10)
Таким образом, коэффициент шума показывает во сколько раз изменяется соотношение сигнал/шум при прохождении через шумящий 4-полюсник.
, (3.11)
где - коэффициент усиления по мощности шумящего 4-полюсника.
Отсюда .
Шумы 4-полюсника можно пересчитать ко входу, тогда величина является полной мощностью шумов источника и 4-полюсника, пересчитанная ко входу последнего. Тогда коэффициент шума есть отношение пересчитанной ко входу полной мощности шумов к величине мощности шумов источника и определяется по формуле
(3.12)
Обычно считают, что у шумящего источника сигнала шумы создаются внутренним сопротивлением и равны . С учетом этого коэффициент шума можно представить как
, или (3.13)
Представим номинальную выходную мощность шумов в виде суммы мощностей шума источника и собственных шумов 4-полюсника
(3.14)
Тогда коэффициент шума 4-полюсника можно представить следующим образом'
(3.15)
Очевидно, что в случае идеального нешумящего 4-полюсника и . При наличии шумов величина коэффициента шума возрастает тем сильнее, чем больше шумит 4-полюсник.
Выражение для собственных шумов 4-полюсника можно представить
(3.16)
Таким образом, зная коэффициент шума 4-полюсника можно определить его собственные шумы.
Дата добавления: 2014-12-26; просмотров: 1303;