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噪聲特性
日期：2025-06-16 05:25
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摘要：
噪聲特性
由于電阻的熱敏效應，任何設備均具有噪聲，頻譜分析儀亦不例外，頻譜分析儀的噪聲，本質上是熱噪聲，屬于隨機性（Random），它能被放大與衰減，由于系隨機性信號，兩噪聲的結合只有相加而無法產生相減的效果。在頻帶范圍內也相當平坦，其頻寬遠大于設備內部電路的頻寬，檢測器檢知的噪聲值與設定的分辨率頻寬（RBW）有關。由于噪聲是隨機性迭加于信號功率上，因此顯示的噪聲準位與分辨率頻寬成對數的關系，改變分辨率頻寬時噪聲隨之變化，噪聲改變量相關的數學式如下所示：
例如：頻寬從100kHz（BW1）調整到10kHz（BW2），則噪聲改變量為：
亦即降低噪聲量10dB(為原來的1/10)，相對提高訊號與噪聲比10dB。由此可知，純粹要降低噪聲量，使用*窄寬度的頻寬將能達到目的。不論噪聲來之于外部或內部產生，量測時均將影響信號振幅的準確性，特別在低準位信號時，更是如此，噪聲太大時，甚至掩蓋信號以致無法正確判斷信號的大小，影響量測質量的兩種噪聲可概括為下列三大項：
(1).產生于交換功能的數字電路、點火系統與DC 馬達脈沖噪聲，這類噪聲常見于EMI（ElectromagneticInterference）的討論領域里。
(2). 隨機性噪聲來之于自然界或電路的電子移動， 又稱之為KTBW (或稱熱敏)噪聲、Johnson噪聲、寬帶噪聲或白氏(White)噪聲等，本書主要以熱敏噪聲為重點，數學式為：
Pn =kTBW ， (5)
其中： Pn =噪聲功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hz
k=Boltzman 常數，1.38*10?23 joule/oK
T=**溫度表示的常溫=290 oK
BW=系統的噪聲功率頻寬（Hz）。
在4MHz、75 Ω 、290 oK時的噪聲功率為-59.1dBm。由噪聲功率得知，信號頻寬降低，系統噪聲功率隨之降低，信號的質量以信號噪聲比表示
(SNR；Signal-to-Noise Ratio)，信號強度（單位為dBm）與系統噪聲功
率（單位為dBm）的相減值即為信號噪聲比
由于電阻的熱敏效應，任何設備均具有噪聲，頻譜分析儀亦不例外，頻譜分析儀的噪聲，本質上是熱噪聲，屬于隨機性（Random），它能被放大與衰減，由于系隨機性信號，兩噪聲的結合只有相加而無法產生相減的效果。在頻帶范圍內也相當平坦，其頻寬遠大于設備內部電路的頻寬，檢測器檢知的噪聲值與設定的分辨率頻寬（RBW）有關。由于噪聲是隨機性迭加于信號功率上，因此顯示的噪聲準位與分辨率頻寬成對數的關系，改變分辨率頻寬時噪聲隨之變化，噪聲改變量相關的數學式如下所示：
例如：頻寬從100kHz（BW1）調整到10kHz（BW2），則噪聲改變量為：
亦即降低噪聲量10dB(為原來的1/10)，相對提高訊號與噪聲比10dB。由此可知，純粹要降低噪聲量，使用*窄寬度的頻寬將能達到目的。不論噪聲來之于外部或內部產生，量測時均將影響信號振幅的準確性，特別在低準位信號時，更是如此，噪聲太大時，甚至掩蓋信號以致無法正確判斷信號的大小，影響量測質量的兩種噪聲可概括為下列三大項：
(1).產生于交換功能的數字電路、點火系統與DC 馬達脈沖噪聲，這類噪聲常見于EMI（ElectromagneticInterference）的討論領域里。
(2). 隨機性噪聲來之于自然界或電路的電子移動， 又稱之為KTBW (或稱熱敏)噪聲、Johnson噪聲、寬帶噪聲或白氏(White)噪聲等，本書主要以熱敏噪聲為重點，數學式為：
Pn =kTBW ， (5)
其中： Pn =噪聲功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hz
k=Boltzman 常數，1.38*10?23 joule/oK
T=**溫度表示的常溫=290 oK
BW=系統的噪聲功率頻寬（Hz）。
在4MHz、75 Ω 、290 oK時的噪聲功率為-59.1dBm。由噪聲功率得知，信號頻寬降低，系統噪聲功率隨之降低，信號的質量以信號噪聲比表示
(SNR；Signal-to-Noise Ratio)，信號強度（單位為dBm）與系統噪聲功
率（單位為dBm）的相減值即為信號噪聲比
