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電阻熱噪聲的主要來源

加油射頻工程師 ? 來源:加油射頻工程師 ? 2023-05-15 11:45 ? 次閱讀

電阻的熱噪聲主要來源于導體中電子的隨機運動,因此熱噪聲的譜密度與絕對溫度成正比。

電阻R的熱噪聲,可以用兩種模型來模擬,分別是級聯的電壓源和并聯的電流源

如下圖所示。

c8835550-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

那假設有兩個電阻串聯,那么串聯后的電阻熱噪聲是多少呢?

分析這個問題時,可以采用級聯的電壓源模型。

c89890d2-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

也就是說,假設兩個電阻串聯,則串聯后的總噪聲為4KT(R1+R2)。

那假設有兩個電阻并聯,那并聯后的電阻熱噪聲是多少呢?

分析這個問題時,可以采用并聯的電流源模型。

c8af50b0-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

假設有一PI衰減器,衰減值為3dB,構成這個衰減器的電阻值分別為18ohm,300ohm,300ohm。

由前面的推導可以知道,兩電阻R1,R2串聯后的熱噪聲,可以等效為電阻值為R1+R2的熱噪聲;而兩電阻R1,R2并聯后的熱噪聲,可以等效為電阻值為R1//R2的熱噪聲。

所以,當PI衰減器,輸入和輸出都與50ohm電阻連接,如下圖所示。

c8cc47d8-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

也就是說,虛線框里的熱噪聲,其實等于電阻值50.5ohm的電阻帶來的熱噪聲。

所以

c8f29744-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

同樣的,Rs輸入至衰減器的熱噪聲也為kTR。

又因為噪聲系數的定義如下:

c9081128-f2cc-11ed-90ce-dac502259ad0.png

因此,從電阻的熱噪聲模型,再結合基本的電路理論,即可以推導出衰減器的噪聲系數等于其衰減值。





審核編輯:劉清

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