我國現(xiàn)行的PAL-D制電視信號標(biāo)準(zhǔn)射頻帶寬為5.75MHZ,即B=5.75*106,那么在常溫下(22。C,即T=295K)那么其噪聲功率是NP=1.38*10-23*295*5.75*106=2.24*10-14w,用DBm表示NPdbm=10lg{(2.34*10-14)*103}=-106.31dbm,用dbuv表示Npup=108.75-106.31=2.44dbup。
另外,描述噪聲的另一個物理量是噪聲溫度,它是這樣定義的,根據(jù)公式NP=K*T*B當(dāng)帶寬B為單位帶寬時(B=1HZ)NP=K*T。從式可看出這時的噪聲功率可以用等效噪聲溫度Te來進(jìn)行描述,它的具體含義是:把一個相當(dāng)?shù)?a target="_blank">電阻加熱,使其熱噪聲輸出與該器件在所用頻率上的噪聲輸出相等時,用此時的絕對溫度表示的溫度。也就是說設(shè)備的內(nèi)部噪聲NA可以看成是內(nèi)阻r在溫度為Te時所產(chǎn)生的噪聲??梢哉J(rèn)為噪聲溫度是噪聲功率的另一種表示形式,如衛(wèi)星天線的高頻頭就習(xí)慣用噪聲溫度來標(biāo)注的。
上面我們所說的噪聲功率要與有用信號相比較才有意義,如載噪比(C/N)或信噪比(S/N)。噪聲功率輸出大的設(shè)備其噪聲特性不一定不好,這就是說噪聲功率只能反映設(shè)備本身產(chǎn)生的噪聲電平的大少,并不能反映出該設(shè)備對信號質(zhì)量的影響,因此設(shè)備輸出的載噪比不但與噪聲功率有關(guān)還與輸入信號的載噪比有關(guān)。為此我們引入了一個噪聲系數(shù)的物理量,在圖1中Ci/Ni是輸入信號的載噪比,Co/No為輸出信號的載噪比NA是設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲功率,KP是設(shè)備的增益顯然有NO=KP*Ni+NA;Co=KP*Ci所以Co/No=KP*Ci/KP*Ni+NA=Ci/(Ni+NA/KP),從式中我們看出信號經(jīng)過該設(shè)備后載噪比發(fā)生了變化,那么這個變化量我們就定義為這個設(shè)備的噪聲系數(shù)。
下面用有線電視頻道處理器為例說明噪聲系數(shù)的定義?,F(xiàn)假設(shè)頻道處理器的增益G=1000(30bd),溫度為T=290K,輸入信號為多元八木天線,該頻道處理器的噪聲溫度為2000K。為此,輸入的信號噪聲功率是Ni=K*T*B,頻道處理器的輸出噪聲功率是No=G*K*T*B=2.30*10-11w用dbuV表示No=108.75-76.38=32.4dbuV。
上面得出的輸出噪聲電平是以頻道處理器本身不產(chǎn)生噪聲為前提的,實(shí)際上并非如此,如考慮設(shè)備本身所產(chǎn)生的噪聲功率則有:輸出噪聲功率No1=G*K[T+Te]*B=1.817*10-10w,用dbuV表示No1=108.71-67.41=41.3uV,那么此頻道處理器的噪聲系數(shù)是No1-No=41.3-32.4=8.9dbuV ,它是該設(shè)備本身噪聲品質(zhì)的衡量參數(shù)。
最后談一談載噪比與視頻信噪比的關(guān)系:可用下式表示:(C/N)db-(S/N)db=7.09+10lg[(W-0.25)/B],式中W為視頻噪聲帶寬,B為射頻帶寬,根據(jù)此公式并跟據(jù)我國的PAL-D制電視制式標(biāo)準(zhǔn),我們可以得出:(C/N)db-(S/N)db=7.09+10lg[(6-0.25)/5.75]=7.09DB,即S/N=C/N-7.09DB
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