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  6. 輸入等效噪聲,等效噪聲電壓,電流介紹
    • 發布時間:2023-06-07 21:34:21
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    輸入等效噪聲,等效噪聲電壓,電流介紹
    有源器件的輸入等效噪聲是一個虛構的量,它不能在電路的輸入端實際測量到,它只是在輸出端測量到的噪聲除以電路增益,而等效到輸入端,目的是便于比較不同電路的噪聲特性。
    在以上的討論中,我們假定了輸入參考噪聲可以用與輸入串聯的一個電壓源來模擬。如果電路的輸入阻抗不是非常大,且信號源的源阻抗并不是可忽略,那么這種表示一般是不完善的。
    要知道原因,可以考慮圖(a)的共源級電路,這里Cin表示輸入電容,為簡單起見忽略1/f噪聲。由式計算得到電路的輸入參考噪聲電壓為8kT/( 3gm)十4kT/(gmgmRD)。
    現在假設前級電路用一個有感性輸出阻抗的戴維南等效電路來模擬(圖b),為計算噪聲把電路簡化為如圖©所示,我們嘗試找出當L1增加時的輸出噪聲。
    由于電壓分配在sL1和1/( sCin)上,Vn在M1柵極上的影響以及因此在輸出端的影響,隨L1趨于無窮大時變成零。但是,這個結果是錯誤的,因為電路的輸出噪聲等于(8kT/3)gmRD*RD+4kTRD,并且與L1和Cin無關。
    輸入 等效 噪聲
    如果電路的輸入阻抗有限,僅用一個電壓源模擬輸入參考噪聲,意味著當信號源Vn的阻抗變大時輸出噪聲趨于零,這是個錯誤的結論。
    為解決這個問題,我們用一個串聯電壓源接一個并聯電流源一起來模擬輸入參考噪聲,如圖(d)所示,這樣如果前級電路的輸出阻抗假設值很大,從而減小了Vn的作用,但In的在輸入端產生噪聲。
    可以證明,用Vn和In一起表示輸入噪聲是必需的,并且足以表示任何線性二端口電路的噪聲。
    輸入 等效 噪聲
    如何計算Vn和In呢?因為對于任何信號源阻抗,該模型都是正確的,所以考慮兩種極限情況:信號源阻抗為零和無窮大。如圖(e)所示,如果信號源阻抗是零,In不產生電壓對輸出噪聲沒有影響,在這種情況下測出的輸出噪聲僅由Vn產生。
    同樣地,如果輸入是開路的(圖f),那么Vn對輸出沒有影響,而輸出噪聲僅由In產生。即:輸入端信號源內阻足夠小或短路時,測的輸出噪聲除以增益,就是Vn。而信號源開路時,測的輸出噪聲除以增益,就是In。一般情況下使用Vn/In共同模擬輸入噪聲。
    輸入 等效 噪聲
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