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頻譜分析儀噪聲特性
閱讀：1360 發(fā)布時(shí)間：2021-11-9由于電阻的熱敏效應(yīng),，任何設(shè)備均具有噪聲,，頻譜分析儀亦不例外，頻譜分析儀的噪聲,，本質(zhì)上是熱噪聲,，屬于隨機(jī)性(Random)，它能被放大與衰減,，由于系隨機(jī)性信號(hào),，兩噪聲的結(jié)合只有相加而無(wú)法產(chǎn)生相減的效果。在頻帶范圍內(nèi)也相當(dāng)平坦,，其頻寬遠(yuǎn)大于設(shè)備內(nèi)部電路的頻寬,，檢測(cè)器檢知的噪聲值與設(shè)定的分辨率頻寬(RBW)有關(guān)。由于噪聲是隨機(jī)性迭加于信號(hào)功率上,，因此顯示的噪聲準(zhǔn)位與分辨率頻寬成對(duì)數(shù)的關(guān)系,，改變分辨率頻寬時(shí)噪聲隨之變化，噪聲改變量相關(guān)的數(shù)學(xué)式如下所示:
例如:頻寬從100kHz(BW1)調(diào)整到10kHz(BW2),，則噪聲改變量為:
亦即降低噪聲量10dB (為原來(lái)的1/10),，相對(duì)提高訊號(hào)與噪聲比10dB。由此可知,，純粹要降低噪聲量,，使用最窄寬度的頻寬將能達(dá)到目的。不論噪聲來(lái)之于外部或內(nèi)部產(chǎn)生,，量測(cè)時(shí)均將影響信號(hào)振幅的準(zhǔn)確性,，特別在低準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，更是如此,，噪聲太大時(shí),，甚至掩蓋信號(hào)以致無(wú)法正確判斷信號(hào)的大小，影響量測(cè)質(zhì)量的兩種噪聲可概括為下列三大項(xiàng):
⑴.產(chǎn)生于交換功能的數(shù)字電路,、點(diǎn)火系統(tǒng)與DC 馬達(dá)脈沖噪聲,，這類噪聲常見(jiàn)于EMI(Electromagnetic Interference)的討論領(lǐng)域里。
⑵. 隨機(jī)性噪聲來(lái)之于自然界或電路的電子移動(dòng),，又稱之為KTBW (或稱熱敏)噪聲,、Johnson 噪聲、寬帶噪聲或白氏(White)噪聲等,，本書(shū)主要以熱敏噪聲為重點(diǎn),，數(shù)學(xué)式為:
Pn =kTBW ，⑸
其中:Pn =噪聲功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hz
k=Boltzman 常數(shù),，1.38*10?23 joule/oK
T=絕對(duì)溫度表示的常溫=290 oK
BW=系統(tǒng)的噪聲功率頻寬(Hz),。
在4MHz,、75 Ω、290 oK 時(shí)的噪聲功率為-59.1dBm,。由噪聲功率得知,，信號(hào)頻寬降低，系統(tǒng)噪聲功率隨之降低,，信號(hào)的質(zhì)量以信號(hào)噪聲比表示
(SNR;Signal-to-Noise Ratio),，信號(hào)強(qiáng)度(單位為dBm)與系統(tǒng)噪聲功
率(單位為dBm)的相減值即為信號(hào)噪聲比，數(shù)學(xué)式為: