放大器中的噪聲

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放大器在放大時，只是增強輸入訊號的強度，無論它包含資訊還是一些噪聲以及資訊。由於放大器強烈傾向於由於溫度突然變化或雜散電場和磁場而產生嗡嗡聲，因此在放大器中會引入這種噪聲或一些干擾。

放大器的效能主要取決於這種噪聲。噪聲是不需要的訊號，它會干擾系統中所需訊號的內容。這可能是系統內部產生的附加訊號，也可能是伴隨輸入訊號所需資訊的干擾。然而，它是多餘的，必須去除。

一個好的系統是放大器本身產生的噪聲比來自輸入源的噪聲小的系統。

噪聲

噪聲是不需要的訊號，它會干擾原始訊息訊號並破壞訊息訊號的引數。這種通訊過程中的改變，使得訊息到達後發生改變。它最有可能在通道或接收器處進入。

下圖顯示了噪聲訊號的特性。

因此，可以理解的是，噪聲是沒有模式且沒有恆定頻率或幅度的訊號。它是相當隨機的和不可預測的。通常會採取措施來減少它，儘管它不能完全消除。

最常見的噪聲示例包括：

• 收音機中的“嘶嘶”聲
• 電話交談中的“嗡嗡”聲
• 電視機中的“閃爍”等。

噪聲的影響

噪聲是一個影響系統性能的不便之處。噪聲的影響包括：

• 噪聲限制了系統的操作範圍——噪聲間接地限制了放大器可以放大的最弱訊號。混頻器電路中的振盪器可能會由於噪聲而限制其頻率。系統的執行取決於其電路的執行。噪聲限制了接收器能夠處理的最小訊號。

• 噪聲影響接收器的靈敏度——靈敏度是獲得指定質量輸出所需的最小輸入訊號量。噪聲影響接收器系統的靈敏度，最終影響輸出。

信噪比

當接收到訊號並需要放大時，首先過濾掉訊號以去除任何不需要的噪聲（如果可用）。

接收訊號中存在的信噪比與存在的噪聲之比稱為信噪比。系統必須具有更高的比率，以便它產生不受不需要的噪聲影響的純資訊訊號。

信噪比可以理解為

$$SNR = \frac{P_{訊號}}{P_{噪聲}}$$

SNR使用分貝以對數基數表示。

$$SNR_{db} = 10 log_{10}\left (\frac{P_{訊號}}{P_{噪聲}} \right )$$

信噪比是訊號功率與噪聲功率之比。SNR值越高，接收到的輸出質量越高。

噪聲型別

噪聲的分類取決於源的型別、它顯示的影響或它與接收器等的關係。

噪聲產生的兩種主要方式。一種是透過一些外部源，另一種是在接收器部分內部由內部源產生的。

外部源

這種噪聲是由外部源產生的，通常發生在通訊的介質或通道中。這種噪聲無法完全消除。最好的方法是避免噪聲影響訊號。

這種型別噪聲最常見的示例包括：

• 大氣噪聲（由於大氣不規則性）
• 太陽噪聲和宇宙噪聲等地球外噪聲
• 工業噪聲

內部源

這種噪聲是由接收器元件在執行時產生的。電路中的元件由於持續執行，可能會產生幾種型別的噪聲。這種噪聲是可量化的。適當的接收器設計可以降低這種內部噪聲的影響。

這種型別噪聲最常見的示例包括：

• 熱騷動噪聲（約翰遜噪聲或電噪聲）

• 散粒噪聲（由於電子和空穴的隨機運動）

• 傳輸時間噪聲（在轉換期間）

• 其他噪聲是另一種噪聲，包括閃爍噪聲、電阻效應和混頻器產生的噪聲等。

最後，這總體上說明了噪聲的特性以及它如何影響放大器，即使存在於發射器或接收器部分。放大低電平訊號並因此放大低電平噪聲的放大器可以稱為低噪聲放大器。

所有討論的各種型別的放大器或多或少都以某種方式受到噪聲的影響。放大器的效能決定了其處理不需要因素的效率。