典型反饋電路的噪聲特性分析

王 武 王初陽(yáng) 梁承玉 陳旭鋒

（1.63888部隊(duì)，河南 濟(jì)源459000；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安710055）

0 引言

在弱光檢測(cè)中，光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于背景和探測(cè)器本身產(chǎn)生的噪聲，使得信號(hào)的信噪比比較低，所以需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理［1－3］。對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，并不是單純地提高放大器的增益。因?yàn)榉糯笃饔捎性雌骷蜔o(wú)源器件組成，它們是新的噪聲源，放大器不但把輸入信號(hào)和噪聲放大，同時(shí)還會(huì)引進(jìn)放大器本身產(chǎn)生的噪聲，使輸出信噪比降低，甚至可能達(dá)到噪聲把所有有用信號(hào)淹沒(méi)的惡劣程度，以致無(wú)法檢測(cè)有用信號(hào)［4］。低噪聲放大器的設(shè)計(jì)是要將放大器引進(jìn)的噪聲降低到最小程度，同時(shí)又要滿足放大器的一系列指標(biāo)，如增益、帶寬、輸入阻抗和輸出阻抗等。所以低噪聲放大器的設(shè)計(jì)是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本文利用課堂上劉老師對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性的分析方法，推導(dǎo)了電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路、電流串聯(lián)負(fù)反饋電路、電流并聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性。首先推導(dǎo)電路總增益Kv，接著計(jì)算各噪聲源對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)，得到總輸出噪聲，然后轉(zhuǎn)化成等效輸入噪聲，最后根據(jù)等效噪聲模型求得最佳源電阻Ro和最佳噪聲系數(shù)Fo。通過(guò)對(duì)各個(gè)反饋電路的噪聲特性分析，得到反饋對(duì)噪聲的影響可忽略不計(jì)所需要滿足的條件，為低噪聲放大器的設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。

1 電壓并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋的實(shí)際電路及其等效電路如圖1所示，圖中Av為無(wú)反饋放大器的電壓增益，RF為反饋電阻，Zo為放大器開(kāi)環(huán)輸出阻抗。……