第6、8、9章作业参考答案.doc

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第 6、8、9 章作业参考答案
此参考答案摘录了张露、林力、邬智翔、杨纯等同学的作业答案，特此声明）
第八早
1、主要的固有噪声源有哪些？产生的原因、表达式和式中各项的意义是什么？
答：主要的固有噪声源有热噪声、散弹噪声、产生 -复合噪声、1/f噪声和温度噪声等。下面
分类叙述：
内部杂乱无章的自由电子的 其大小与极性均在随机变化着， 且长时间的平均值等于
零。热噪声常用噪声电流的均方值
2
I nT表示，如下式:
Il罟
式中R为所讨论元件的电阻值,
k为玻尔兹曼常数，T为电阻所处环境的绝对温度， f为
所用测量系统的频带宽度。
(2)、散弹噪声
元器件中有直流电流通过时微观的随机起伏 (如光电倍增管光阴极的电子发射， 光伏器件中
穿过PN结的载流子涨落等)形成散弹噪声并叠加在直流电平上。 散弹噪声的电流均方值为：
2
Insh =2ql f
式中q为电子电荷，\为流过电流的直流分量。散弹噪声与电路频率无关，是一种白噪声。
(3)、产生-复合噪声(g-r噪声)
光电到探测器因光(或热)激发产生载流子和载流子复合这两个随机性过程引起电流的随机 起伏，形成产生-符合噪声。该噪声的电流均方值为：
\；_絢(/ e) f
式中I为流过光电导器件的平均电流， .为载流子的平均寿命， e为载流子在光电导器件内 电极间的平均漂移时间， f为测量电路的带宽。产生符合噪声与频率 f有关，不是白噪声。
但当41 f2T «1，即在低频条件下时，公式可简化为
\n =4ql( / e) f
此时可认为它是近似的白噪声。
(4) 1/f 噪声
1/f噪声又成为闪烁噪声，
通常是由于元器件中存在局部缺陷或杂质而引起的。
J ki\ f/f
经验公式为:
式中k为元件固有参数，
质有关的系数，常取为io i/f噪声的电流均方值与电路频率 噪声功率谱集中在低频，因而又称为低频噪声。
(5 )温度噪声
热敏器件因温度起伏引起的噪声称为温度噪声，用温度起伏的均方值表示:
:-为与元器件电流有关的常数，通常取为 2; 1为与元器件材料性
f近似成反比，因此不是白噪声。
(1 )、热噪声。当某电阻处于环境温度高于绝对零度的条件下， 热运动将形成起伏变化的噪声电流，
厲4
式中k是波尔兹曼常数，
T是热敏器件的绝对温度， Gq为器件的热导。该噪声对热敏器件
的影响很大。
2、在室温27° C下10k「的电阻，当测试系统带宽为10Hz时，计算热噪声电压 和电流的均方根值。(个别同学将均方值和均方根值弄混了)
答：吊=心=4 IO']300 10 ,656 IO-3，In「 10-I) - 10x10’
E：t =4kTRAf =，3 x300x10x104 =-15,EnT ="0」(V)
3、 某探测器的灵敏度为100mA/lm，敏感面积为36mm2，暗电流为10uA,当入 射光照度为100lx、测试系统带宽为100Hz时，求散粒噪声的均方值。
解：| =R =R E A =100 100 36 10"^ =
I p =1 Id = ^
I2np =2qlp f =2 10J9 10” 100 = 10^0 (A2)
4、 产生-复合噪声在什么条件下可视为白噪声？
答：产生-复合噪声的电流均方值方程为：
[2 = 4ql ( / e) f
n 1 4二2
当4Jl2f2l2 «1，即在低频条件下时，公式可简化为
2
In =4ql( / ,) f
此时可认为它是近似的白噪声。
5、 等效噪声带宽、等效噪声电阻、等效噪声温度的定义各是什么？
1 OQ
答：等效噪声带宽是噪声量的一种等效表示形式， 可定义为 Ap(f )D(f)df，式中
Ap
为等效噪声带宽， Ap (f)为放大器或网络的相对功率增益， Ap是放大器或网络功率增益的
最大值，D(f)为等效于网络输入端的归一化噪声功率谱。
等效噪声电阻是噪声量的一种等效表示形式， 为了计算和分析的方便， 把各种不同起因不同
类型的噪声用一个电阻的热噪声来等效。
等效噪声温度是噪声量的一种等效表示形式， 将各噪声等效为放大器输入源电阻因等效升温
而附加的热噪声。
6****题 6-6 图放大器电路中 Ri=20Q , RL=1M「, AV=10 T=300K F = 10kHz ,
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