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基于CMOS工艺的低功耗高增益低噪声放大器设计(3)
2.1 射频接收机
2.1.1 前端接收机的性能参数
1) 系统噪声
系统的噪声是影响系统性能的最主要因素之一。通过测量最小可检测信号(minimum detectable signal, MDS),可以衡量判断噪声对该系统影响程度的大小。为了使系统能够工作在最佳性能的状态下,我们一方面必须减少外部对系统带来的噪声干扰,另一方面需要使系统的内部产生尽可能最小的噪声。
首先先介绍一下热噪声的概念,热噪声功率用如下下式表示为:
(2.1)
其中, 表示噪声功率
为波尔兹曼常数( )
为电阻
物理
温度(开尔文)
为噪声带宽
对于T=290K ,噪声功率为 瓦特或者为-174dBm(B=1Hz)。若噪声系数和带宽已知,那么最低噪声可用下列方程表示:
Noise Floor= -174dBm + NF +10logB (2.2)
其中NF为噪声系数 ,B为噪声带宽。
接下来我们对噪声系数进行进一步的介绍:
我们将噪声因子(Noise Factor)定义为:
(2.3)
表示源端噪声功率, 表示系统网络所提供的折算到源端处的噪声功率。
NF (Noise Figure)=10logF(dB) (2.4)
同时,噪声系数也可以通过输入信噪比(input SNR)与输出信噪比(output SNR)来计算,如公式(2.5)所示:
(2.5)
理想状态下的无噪声网络其噪声系数为0dB,而在实际情况下,网络必定是有噪声的,噪声系数一定为正且大于0dB;另外对于有损耗的无源网络来说,噪声系数其实就是它的插入损耗。
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