噪声通过无源有耗器件后究竟会不会衰减？

billy_zhu

信号通过无源器件时它的噪声不会被衰减，反而增加，具体工程中等于它的衰减量！列入衰减为3dB,则NF=3dB,对整个系统而言，其第一级器件的噪声是关键，所以系统的前级噪声要做好！[em06][em06]

yqsmart725

噪声的概念应该是一个相对的概念吧,无源有耗的器件不仅衰减了噪声也衰减了信号,信号与噪声的比值还是不变的,因此其对系统的性能没有总体的改变

crychen

器件本身也有噪声，噪声系数肯定会增加

ggw0301

不会，噪声系数只与器件本身有关。这里只有基础热噪声，所以不会衰减

liwenming19

我们举个例子，例如有一个无限带宽的噪声()，其能量为-40dB/HZ,通过一个无源滤波器，中心频率为20MHZ带宽是10K，插入损耗为10dB，带外抑制是80dB，
     我想问问，那信号在带外和带内的衰减各是多少？
是都没有衰减？？只有带外衰减？？还是带外带内都有衰减？

plthgame2

信号衰减10和80,热平衡状态下噪声不变.
如果没有到达热平衡,温度升高,噪声增加,温度降低,噪声减少

liwenming19

26楼，那如果我说这个信号时干扰信号，对我没有任何用处，也就是说是噪声，那不就算是衰减了吗？？
   所谓噪声不能衰减，指的只是基底噪，基底噪是无法衰减的，因为这是器件本身分子的热运动形成的噪声，它普遍存在。
  如果是从外界接收到的强干扰噪声，为什么不能衰减呢？？

plthgame2

我们讨论的一直就是热噪声,如果是干扰,是可以衰减的.虽然也可以把他称做噪声,但其实2个噪声本质上是完全不同的,在讨论这个问题时,我们宁愿把干扰看做是一种无用的"信号".
对于有源器件本身产生的噪声(除热噪声外),又是另一回事了,没必要都混淆在一起,本来就够乱的了...

puma88

输出噪声:No=G*Ni+Ns ,

噪声的输出No＝增益G乘以输入噪声＋本电路噪声

如果过G为负，增益G乘以输入噪声>=kTB(热噪声)，有类似的“饱和下限”，无效了。

cmcser

噪声就是宽带的无用信号功率，既然是功率当然会衰减了，但是当噪声功率已经到了最低下限的时候就不会继续被衰减了。

allen99

噪声当然会衰减了，输入噪声功率绝对值肯定会和信号功率一样衰减，然后叠加上衰减器产生的噪声一起输出；
其实试验就可以看得出来，一个增益较大的接收通道，直接接到频谱仪看到的噪声底肯定比经过衰减器在接到频谱仪看到的噪声底高；
只是噪声再衰减，都会叠加器件本身的物理噪声（如：白噪声），不会小于固有的噪声，输入噪声小时，衰减的效果表现不出来（其实，如果是特定的噪声，他的衰减效果肯定有表现）。

ayuyu

这是个有趣的问题，用以下的法则去判定就比较好理解：
1.在射线以下的频段的最低的噪声可以描述成是白噪声基底，也就是我们通常说的热噪声基底，在常温下没有比这个再低的噪声了。
2。当这个热噪声基低经过无源有耗的网络后，这时噪声基低将被抬高。新的噪声底成了后续系统的噪声基底（抬高的数值对应有耗网络的衰减值）
3。所有高于系统热噪声基低的所谓的“噪声”经过任何网络应被当成“噪声信号”来看（就是当成某一种信号看待）。它会被放大，衰减。最低可衰减到热噪声基底。

[此贴子已经被作者于2008-7-1 13:36:30编辑过]

hsjls121

会恶化

yulu2007

[em13]

cricket

大家好，我是楼主。首先感谢各位网友对这个问题的热情关注和探讨。在诸位网友的点拨下，本人经过一年时间的冥思苦想，终于把噪声的问题全想通了。现在向大家汇报如下，如有不对请指正。
    综合各位网友的讨论结果，我发现关于噪声通过无源有耗器件后的情况，一共有三种观点，而这三种观点又截然不同，真是非常有趣：
1。噪声不会衰减，都是KTB，即基底噪声，或者说电阻的热噪声。只有这样，无源器件的噪声系数才会等于它的插损；
2。噪声会衰减。既然信号会衰减，噪声当然也会衰减，而且在频谱仪上可以明显看到噪声衰减了；
3。噪声会增加。因为无源器件也有噪声系数，也会恶化信噪比。
    之所以会出现这三种迥然相异的观点，关键是不少网友没有分清究竟什么是“信号”，什么是“噪声”。其实，接收通道内的能量可以人为地分成四种成分（原创）：
1.基底噪声：也就是电阻的热噪声，在匹配的情况下等于KTB；
2.内部噪声：诸如放大器等有源器件内部带来的噪声，这是信噪比恶化的原因；
3.有用信号：即外来的带有有用信息的能量，也就是人们通常所说的“信号”；
4.外来噪声：外来的不含有用信息的能量，也就是人们通常所说的“噪声”。在频谱仪上表现为一个鼓起的噪声包。
    这四种能量中，“外来噪声”是一个最容易混淆的概念，因为它纯粹是一个人为区分的能量。只有人类才会把对自己有用的能量称为“信号”（有用信号），把对自己没用的能量称为“噪声”（外来噪声）。而电子器件是没有意识没有感知的，它不知道什么有用什么没用，它把外来的有用信号和外来的噪声全都认为是“信号”，而只把基底噪声和内部噪声才认为是“噪声”。所以说，我们人类所说的“信号”指的是有用信号，“噪声”指的是外来噪声+基底噪声+内部噪声，而电子器件能分辨的“信号”指的是有用信号+外来噪声，“噪声”指的是基底噪声+内部噪声。人类和器件对信号、噪声两种能量的理解不同，是造成网友们讨论出三种不同观点的原因。如果我们用电子器件的视角来看待信号和噪声，那么事情的真相就浮出了水面。

    为了更清楚地展现信号和噪声是如何在一个接收机内部变化的，下面用几张图片来展现能量通过预选器、低噪放、滤波器、后续放大器后的变化情况。其中不同颜色表示的能量成分如下：
红色——基底噪声
蓝色——内部噪声
绿色——外来噪声
黑色——有用信号

接收机的模型如下：
信号源——预选器——低噪放——带通滤波器——后续放大器——频谱仪



    图1显示了能量通过预选器后的变化情况。输入端红色的基底噪声来自信号源的内阻，输出端的基底噪声来自预选器的输出电阻，匹配时都等于额定电阻热噪声，即KTB。所以说，噪声通过无源有耗器件后是不会衰减的，衰减的只是信号，于是信噪比恶化了。无源器件是通过衰减信号而不是增加噪声来恶化信噪比的，这点和放大器是不同的，所以上面所述的观点3不攻自破了。



    图2显示了能量通过低噪放后的变化情况。放大器的增益对所有能量产生了作用，基底噪声和有用信号都被放大了相同的倍数，但是放大器还带来了自己内部产生的噪声（蓝色的内部噪声），所以说噪声的增量大于有用信号的增量，信噪比进一步恶化。



    图3显示了能量通过后续带通滤波器后的变化情况。请注意，低噪放输出的噪声包原来是红色加蓝色，现在到了带通滤波器输入端，全部变成了绿色。这是因为低噪放输出的基底噪声和内部噪声，对后级滤波器来说全是外来噪声！这些能量对我们人类来说是“噪声”，但对带通滤波器来说全是“信号”。于是绿色的外来噪声便和黑色的有用信号一起被衰减了。所以说，认为噪声通过无源器件会衰减（观点2）的朋友是混淆了外来噪声和基底噪声的概念，对滤波器来说真正的噪声是基底噪声，它是不会被衰减的！



    图4显示了能量通过后续放大器后的变化情况。这级放大器同样引入了内部噪声和基底噪声。如果前一级带通滤波器带来的衰减相对比较小，而低噪放的增益相对比较大的话，那么这时的噪声包就比较大，新引入的内部噪声和基底噪声相对噪声包来说就比较小。



    图5显示了接收机最终输出的有用信号和噪声包情况，这个和后续放大器的输出是一回事情。但是噪声包里的东西要么是红色的基底噪声，要么是蓝色的内部噪声，并不含有绿色的外来噪声成分。因为对接收机整体而言，噪声包就是来自基底噪声和内部噪声的不断放大和累加，并不存在所谓的“外来噪声”。“外来噪声”只是就接收机内部的单个器件而言的，当化零为整地把接收机看作一个整体时，我们对噪声和信号的概念就要再来一个转变。
    所以说，当把接收机作为一个整体考察时，我们人类和电子设备对信号和噪声的看法就达成了一致：黑色的就是信号，蓝色和红色的就是噪声，信噪比就是有用信号和噪声包的相对比例。而从前面的图解可以看出，这个相对比例在能量经过了预选器和低噪放之后就已经大致确定了，预选器的插损、低噪放的内部噪声和增益就是决定这个相对比例的三个要素。在图4中可以看出，如果噪声包足够大的话，那么后续放大器带来的内部噪声和基底噪声都是相对较小的，它们对整机信噪比的影响也很小；如果后面还有放大器的话，那输出的噪声包被放得更大，而内部噪声和基底噪声还是这么点，相对而言更加微不足道。这就是为什么说，噪声系数主要取决于低噪放和之前的无源器件，越往后的器件，影响越小。

总结：
1.噪声通过无源有耗器件是不会被衰减的；
2.接收机里的能量可以分为四种成分，哪些属于“信号”，哪些属于“噪声”，在不同情况下角色是互换的。对能量角色的混淆和概念上的模糊不清，是产生争论的原因。

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boming

完全同意楼主的观点。楼主的表述非常清楚，并且有图示，还把噪声进行了具体的分类。其实这些问题是可以想清楚的。只是有时候我们表述的时候混淆了噪声和信噪比的概念。通常说的噪声有没有增加，很多时候是指信噪比有没有恶化。

xiayunqiang

有耗器件会增加噪声，所以一般放到LNA后面！[em07]

boming

以下是引用xiayunqiang在2009-6-23 9:07:59的发言：
有耗器件会增加噪声，所以一般放到LNA后面！[em07]

我觉得应该是会恶化信噪比，所以才会放到LNA后面，当然也是要考虑blocking，然后决定放在哪一级。即使是放在第一级，楼主的解释更到位一些，进入有耗器件和出来的噪声都是KTB,只是有用信号的功率减小了，信噪比恶化了。但是通常我们习惯于说增加了噪声。

lcxie

从能量守恒的角度去理解，信号是一种有特定规律的能量，而噪声是无规则的能量。

clz676

今天上午刚困惑于这个问题，下午就得到了解决，感谢楼主了，很清晰![em08]