放大器中的噪声

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放大器在放大时，只是增强输入信号的强度，无论它包含信息还是一些噪声以及信息。由于放大器强烈倾向于由于温度突然变化或杂散电场和磁场而产生嗡嗡声，因此在放大器中会引入这种噪声或一些干扰。

放大器的性能主要取决于这种噪声。噪声是不需要的信号，它会干扰系统中所需信号的内容。这可能是系统内部产生的附加信号，也可能是伴随输入信号所需信息的干扰。然而，它是多余的，必须去除。

一个好的系统是放大器本身产生的噪声比来自输入源的噪声小的系统。

噪声

噪声是不需要的信号，它会干扰原始消息信号并破坏消息信号的参数。这种通信过程中的改变，使得消息到达后发生改变。它最有可能在信道或接收器处进入。

下图显示了噪声信号的特性。

因此，可以理解的是，噪声是没有模式且没有恒定频率或幅度的信号。它是相当随机的和不可预测的。通常会采取措施来减少它，尽管它不能完全消除。

最常见的噪声示例包括：

• 收音机中的“嘶嘶”声
• 电话交谈中的“嗡嗡”声
• 电视机中的“闪烁”等。

噪声的影响

噪声是一个影响系统性能的不便之处。噪声的影响包括：

• 噪声限制了系统的操作范围——噪声间接地限制了放大器可以放大的最弱信号。混频器电路中的振荡器可能会由于噪声而限制其频率。系统的运行取决于其电路的运行。噪声限制了接收器能够处理的最小信号。

• 噪声影响接收器的灵敏度——灵敏度是获得指定质量输出所需的最小输入信号量。噪声影响接收器系统的灵敏度，最终影响输出。

信噪比

当接收到信号并需要放大时，首先过滤掉信号以去除任何不需要的噪声（如果可用）。

接收信号中存在的信噪比与存在的噪声之比称为信噪比。系统必须具有更高的比率，以便它产生不受不需要的噪声影响的纯信息信号。

信噪比可以理解为

$$SNR = \frac{P_{信号}}{P_{噪声}}$$

SNR使用分贝以对数基数表示。

$$SNR_{db} = 10 log_{10}\left (\frac{P_{信号}}{P_{噪声}} \right )$$

信噪比是信号功率与噪声功率之比。SNR值越高，接收到的输出质量越高。

噪声类型

噪声的分类取决于源的类型、它显示的影响或它与接收器等的关系。

噪声产生的两种主要方式。一种是通过一些外部源，另一种是在接收器部分内部由内部源产生的。

外部源

这种噪声是由外部源产生的，通常发生在通信的介质或信道中。这种噪声无法完全消除。最好的方法是避免噪声影响信号。

这种类型噪声最常见的示例包括：

• 大气噪声（由于大气不规则性）
• 太阳噪声和宇宙噪声等地球外噪声
• 工业噪声

内部源

这种噪声是由接收器组件在运行时产生的。电路中的组件由于持续运行，可能会产生几种类型的噪声。这种噪声是可量化的。适当的接收器设计可以降低这种内部噪声的影响。

这种类型噪声最常见的示例包括：

• 热骚动噪声（约翰逊噪声或电噪声）

• 散粒噪声（由于电子和空穴的随机运动）

• 传输时间噪声（在转换期间）

• 其他噪声是另一种噪声，包括闪烁噪声、电阻效应和混频器产生的噪声等。

最后，这总体上说明了噪声的特性以及它如何影响放大器，即使存在于发射器或接收器部分。放大低电平信号并因此放大低电平噪声的放大器可以称为低噪声放大器。

所有讨论的各种类型的放大器或多或少都以某种方式受到噪声的影响。放大器的性能决定了其处理不需要因素的效率。