一、噪聲的基本特性
在電子技術(shù)中，噪聲是指除有用信號(hào)以外的一切不需要的信號(hào)和各種電磁干擾的總稱。噪聲是一種隨機(jī)信號(hào)，需要用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法加以描述。
圖1 噪聲電壓的波形
包含所有顏色的光稱為白光，類似地，在所有頻率下具有等功率密度的噪聲稱為白噪聲。真正的白噪聲應(yīng)該具有無(wú)限的帶寬，因而有無(wú)限的功率，但實(shí)際系統(tǒng)的帶寬總是有限的，只要在所研究的頻帶內(nèi)噪聲具有平直的功率譜密度，我們就可以把它看成是白噪聲。
二、用平均值表測(cè)量噪聲電壓
平均值：；
根據(jù)波形系數(shù)定義，得：
按平均值相等原則，再算出噪聲電壓的有效值：
三、器件和放大器噪聲的測(cè)量
一個(gè)有噪聲的放大器可以用一個(gè)理想的無(wú)噪聲的放大器來(lái)等效，而將實(shí)際輸出的噪聲電壓uno等效到無(wú)噪聲放大器的輸入端。圖2中us和rs分別為信號(hào)源的電壓和內(nèi)阻， uno為信號(hào)源的輸出電壓，令理想器件的電壓增益為au。
圖2 等效輸入噪聲源模型
則放大器的等效輸入噪聲電壓uni引定義為，式中輸出噪聲電壓 uno包含了rs的熱噪聲和放大器內(nèi)部器件所產(chǎn)生的噪聲。
1.等效輸入噪聲uni的測(cè)量
(1)正弦信號(hào)法
圖3 正弦信號(hào)法測(cè)uni
以正弦波為測(cè)量信號(hào)，測(cè)量放大器的電壓增益au，如圖3所示，其定義為：
(2)噪聲發(fā)生器法
圖4 用噪聲發(fā)生器法測(cè)uni
也可以用噪聲發(fā)生器代替正弦信號(hào)源進(jìn)行測(cè)量。設(shè)噪聲發(fā)生器輸出噪聲電壓為uns，測(cè)量時(shí)先不接噪聲發(fā)生器，在放大器輸入端僅接rs，測(cè)得放大器輸出噪聲電壓的有效值un1，測(cè)量時(shí)再接噪聲發(fā)生器，測(cè)得放大器輸出噪聲電壓的有效值un2 ，
根據(jù)uni的定義，得，
(3)兩種測(cè)量方法的比較
(4)測(cè)量噪聲時(shí)需要考慮的問(wèn)題
①帶寬的影響
②平均值和波形系數(shù)
③測(cè)量時(shí)間的影響
④由于白噪聲呈高斯正態(tài)分布，為避免噪聲波峰被削掉，測(cè)量過(guò)程中表頭示值不得超過(guò)滿刻度值的一半。
3.噪聲帶寬的測(cè)量
(1)正弦信號(hào)法
圖5 bwi的計(jì)算方法
圖6 b用信號(hào)發(fā)生器測(cè)噪聲帶寬
(2)噪聲發(fā)生器法
3.信噪比的測(cè)試
圖7 信噪比測(cè)量原理
4.噪聲系數(shù)的測(cè)量
噪聲系數(shù)有多種表示方法，目前用得最廣泛的是用信／噪比來(lái)計(jì)算的噪聲系數(shù)。在如圖8所示的放大器電路中，和 rs分別為信號(hào)源電壓相量和內(nèi)阻，rl為負(fù)載電阻。
圖8 噪聲系數(shù)原理圖
該放大器的噪聲系數(shù)定義為：在標(biāo)準(zhǔn)溫度290o k時(shí)，放大器的輸入信噪比與輸出信噪比的比值， 即
噪聲系數(shù)f常用分貝表示，這時(shí)又稱為噪聲指數(shù)，即
(2)正弦信號(hào)法
正弦信號(hào)法的測(cè)量原理同噪聲發(fā)生器法一樣，只是信號(hào)源采用正弦恒壓源，采用這種方法測(cè)量比較復(fù)雜，且誤差較大，只適用于低頻或缺乏專用噪聲發(fā)生器的場(chǎng)合。