2.2 Приведенный шум и шумовая температура приемника Приведенный шум

Как отмечалось, выходной шум приемника складывается из усиленного шума ис­точника сигнала и собственного шума приемника, т. е.

.

С учетом этого получим:

.

Из выражения следует, что всегда . Лишь у идеального приемника когдатогда.

Отношение можно рассматривать условно как собственный шум при­емника, пересчитанный на вход приемника или приведенный к входу приемника. Обозначим:

,

тогда

.

Отсюда приведенный шум равен:

.

Номинальная мощность шума, поступающего на вход приемника от выходного сопротивления источника сигнала при температуре, равна

,

где величину определяют по формуле .

Эта величина называется стандартным входным шумом. Тогда приведенный шум выразится так

.

Шумовая температура приемника

Введем в последнюю формулу обозначение:

.

Эту величину называют шумовой температурой приемника. С учетом этого по­лу­чим

.

Определим физический смысл шумовой температуры. Выразим из последней формулы шум на выходе реального приемника следующим образом:

. (2.2)

Теперь выразим шум на выходе идеального приемника:

. (2.3)

Сравнивая оба выражения, можно придать следующий физический смысл по­нятию «шумовая температура приемника». Шумовая температура приемника - это тем­пература, на которую надо увеличить температуру выходного сопротивления ис­точника сигнала , чтобы шум на выходе идеального приемника стал бы ра­вен шу­му на выходе реального приемника.

Выразим коэффициент шума через шумовую температуру, для этого разделим выражение (2.2) на (2.3), получим:

.

Величину называютотносительной шумовой температурой приемни­ка. С учетом этого обозначения окончательно получим

.

2.3 Коэффициент шума последовательно соединенных четырехполюсников

Для анализа влияния шумов отдельных каскадов приемника на его результирующий коэффициент шума удобно приемник представить последовательным со­еди­нением четырехполюсников (рисунок 2.2), т.е.

Рисунок 2.2

Предположим, приемник состоит из трех каскадов, каждый из которых имеет свой коэффициент передачи и свой коэффициент шума. Воспользуемся вы­ражением (2.1)

.

Для выходного шума трехкаскадного приемника запишем

.

Аналогично для идеального приемника имеем:

.

Подставив числитель и знаменатель в выражение для и учитывая, что

; ,

получим

Аналогично можно получить выражения для любого числа каскадов. Выводы:

1) Коэффициент шума приемника определяется в основном шумом его первых каскадов.

2) На входе приемника следует располагать усилитель с малым собственным шумом и большим коэффициентом усиления.

3) Чем больше коэффициент усиления первого каскада, тем меньше влияют после­дующие каскады на результирующий коэффициент шума приемника.

Кроме того, математически можно показать, что для пассивного четырехполюсника, у которого , коэффициент шума равен

.

2.4 Чувствительность рпу и ее связь с коэффициентом шума

Различают предельную (или пороговую) и реальную чувствительность РП_РУ.

Предельная чувствительность - это минимальный сигнал на входе приемника, при котором на выходе приемника отношение равно единице.

Реальная чувствительность (или чувствительность, ограниченная шумами) - это минимальный сигнал на входе приемника, при котором на выходе приемника, обеспечивается заданный уровень полезного сигнала, при заданном отношении .

Предельная чувствительность равна сумме приведенного шума приемника и шу­ма, поступающего на вход из антенны, т.е.

,

где - шумовая температура антенны;

- относительная шумовая температуры антенны.

Однако для нормальной работы оконечного устройства необходимо, чтобы было бы намного больше единицы. Поэтому реальная чувствительность оп­ределяется выражением

, ,

где - коэффициент различимости.

Для оценки чувствительности собственно приемника (без антенны) использу­ется формула при , т.е.

; .

Во всех случаях, чем больше , тем больше и тем меньше (хуже) чувстви­тельность приемника.

Профессор кафедры «Радиоэлектроника» Дтн доцент А.В. Елисеев