第八章 ※ 噪声与干扰噪声是一种随机信号，它来源于通信系统中的各元器件，其频谱分布于整个无线电工作范围。
噪声与干扰泛指有用信号以外的其它一切无用信号。
一般来说，噪声是指电路内部产生的无用信号；干扰则是指电路外部的无用信号。
干扰可分为自然的和人为的干扰。自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和大地干扰等。人为干扰主要有工业干扰和无线电台的干扰。
噪声也可分为自然的和人为的噪声。自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。人为噪声有交流哼声、感应噪声、接触不良噪声等。
8.1 起伏噪声特性电路中的噪声主要来源于电阻内电子的热运动和晶体管中带电粒子的不规则运动。这些噪声是电路器件所固有的。而且噪声又是随机的，它是在某一平均值上下作连续的不规则的起伏变化，因此称为起伏噪声。
8.1
电阻的起伏噪声是由电阻内部的电子热运动引起的。
因为电子的质量很轻，无规则的热运动速度又极高，
所以所形成的热噪声可以看作是由无数个持续时间极短的电流脉冲组成
（其持续时间只有 1 3 1 41 0 1 0 ）。
下面以电阻的热噪声为例简单说明起伏噪声的有关特性。
当直流电流
0I
流过电阻时，由于电阻热噪声的存在，
使流过电阻的电流在平均值 上下作随机起伏的变化，
0I
如图 8.1.1(a)所示，。
电阻内无电流时，流过电阻的电流是平均值为零的随机起伏变化且峰值极小的脉冲电流，见图
8.1.1(b)所示，这些随机的起伏变化就是热噪声影响的结果。
8.1
由于电流脉冲的随机性，其大小方向均不确定，不能用它们的电流谱密度叠加，因此引入功率谱密度 ()Sf
的概 念。
8.1
表征起伏噪声的特征，主要从以下三个方面考虑。
1,频谱由于这些小电流脉冲的持续时间极短，因此它的频谱几乎占有整个无线电频段。
2,功率谱密度功率谱密度,表示单位频带内的电流（或电压）()Sf
方均值，单位是 dBm／ Hz（ 0dBm表示 1mW功率）。
以电流功率谱表示的噪声功率定义为
2
1
()fIIfP S f d f
以电压量表示的噪声功率为
2
1
()fVVfP S f d f
噪声功率也常用噪声电流均方值 2
ni
和噪声电压均方值
2n? 表示在频带
21f f f 内单位电阻上的噪声功率。
在整个频段内功率谱密度为常数的噪声称为白噪声，
对白噪声有
22
11
2
21( ) ( )
ff
n I I Ii S f d f S d f S f f
8.1
3,等效噪声带宽统，若输入端起伏噪声的功率谱密度为 ()
iSf
则输出噪声功 是率谱密度 ()
oSf
2( ) ( ) ( )
oiS f S f H f?
()H jf 的线性时不变系对于一个电压传递函数为式中 2()Hf 是系统的功率传递函数。
特别是当白噪声通过线性系统后，输出噪声均方值电压（或电流）可表示为
222
00( ) ( ) ( )n i iS f H f d f S H f d f?
它是输入功率谱密度
iS
乘以功率传递函数在整个频段线性系统的等效噪声带宽 内的积分值。
LB
为
2
0
2
0
()
()L
H f df
B
Hf
8.1
等效噪声带宽与通频带（半功率点带宽）
0.7BW
一样，是由电路本身的参数决定的。可以证明，对于单调谐高频放大器的 与
LB 0.7BW
有如下关系，即
0.72LB B W
图 8.1.2为白噪声通过具有选频特性的线性网络时的情况。
它是高度为 2
0()Hf
(系统在中心频率点
0f
的功率传输系数 )，宽度为
LB
的矩形。白噪声通过线性系统后的总噪声功率等于输入噪声功率谱密度
iS
乘以系统的等效噪声带宽
。因此系统的等效噪声带宽
LB LB
越大，输出噪声越大。
而且，电路的频率响应曲线越接近矩形，
LB
与
0.7BW
越接近。但二者是两个完全不同的物理量。
8.1
噪声与干扰泛指有用信号以外的其它一切无用信号。
一般来说，噪声是指电路内部产生的无用信号；干扰则是指电路外部的无用信号。
干扰可分为自然的和人为的干扰。自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和大地干扰等。人为干扰主要有工业干扰和无线电台的干扰。
噪声也可分为自然的和人为的噪声。自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。人为噪声有交流哼声、感应噪声、接触不良噪声等。
8.1 起伏噪声特性电路中的噪声主要来源于电阻内电子的热运动和晶体管中带电粒子的不规则运动。这些噪声是电路器件所固有的。而且噪声又是随机的，它是在某一平均值上下作连续的不规则的起伏变化，因此称为起伏噪声。
8.1
电阻的起伏噪声是由电阻内部的电子热运动引起的。
因为电子的质量很轻，无规则的热运动速度又极高，
所以所形成的热噪声可以看作是由无数个持续时间极短的电流脉冲组成
（其持续时间只有 1 3 1 41 0 1 0 ）。
下面以电阻的热噪声为例简单说明起伏噪声的有关特性。
当直流电流
0I
流过电阻时，由于电阻热噪声的存在，
使流过电阻的电流在平均值 上下作随机起伏的变化，
0I
如图 8.1.1(a)所示，。
电阻内无电流时，流过电阻的电流是平均值为零的随机起伏变化且峰值极小的脉冲电流，见图
8.1.1(b)所示，这些随机的起伏变化就是热噪声影响的结果。
8.1
由于电流脉冲的随机性，其大小方向均不确定，不能用它们的电流谱密度叠加，因此引入功率谱密度 ()Sf
的概 念。
8.1
表征起伏噪声的特征，主要从以下三个方面考虑。
1,频谱由于这些小电流脉冲的持续时间极短，因此它的频谱几乎占有整个无线电频段。
2,功率谱密度功率谱密度,表示单位频带内的电流（或电压）()Sf
方均值，单位是 dBm／ Hz（ 0dBm表示 1mW功率）。
以电流功率谱表示的噪声功率定义为
2
1
()fIIfP S f d f
以电压量表示的噪声功率为
2
1
()fVVfP S f d f
噪声功率也常用噪声电流均方值 2
ni
和噪声电压均方值
2n? 表示在频带
21f f f 内单位电阻上的噪声功率。
在整个频段内功率谱密度为常数的噪声称为白噪声，
对白噪声有
22
11
2
21( ) ( )
ff
n I I Ii S f d f S d f S f f
8.1
3,等效噪声带宽统，若输入端起伏噪声的功率谱密度为 ()
iSf
则输出噪声功 是率谱密度 ()
oSf
2( ) ( ) ( )
oiS f S f H f?
()H jf 的线性时不变系对于一个电压传递函数为式中 2()Hf 是系统的功率传递函数。
特别是当白噪声通过线性系统后，输出噪声均方值电压（或电流）可表示为
222
00( ) ( ) ( )n i iS f H f d f S H f d f?
它是输入功率谱密度
iS
乘以功率传递函数在整个频段线性系统的等效噪声带宽 内的积分值。
LB
为
2
0
2
0
()
()L
H f df
B
Hf
8.1
等效噪声带宽与通频带（半功率点带宽）
0.7BW
一样，是由电路本身的参数决定的。可以证明，对于单调谐高频放大器的 与
LB 0.7BW
有如下关系，即
0.72LB B W
图 8.1.2为白噪声通过具有选频特性的线性网络时的情况。
它是高度为 2
0()Hf
(系统在中心频率点
0f
的功率传输系数 )，宽度为
LB
的矩形。白噪声通过线性系统后的总噪声功率等于输入噪声功率谱密度
iS
乘以系统的等效噪声带宽
。因此系统的等效噪声带宽
LB LB
越大，输出噪声越大。
而且，电路的频率响应曲线越接近矩形，
LB
与
0.7BW
越接近。但二者是两个完全不同的物理量。
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