请教ｔｈｅｒｍａｌ ｎｏｉｓｅ的问题

sophi

版上各位大侠
　　　ｔｈｅｒｍａｌ　ｎｏｉｓｅ的定义为４ＫＴＲ（ｆ＞＝０），这是单边噪声功率普密度，那么，双边功率普密度就应该是２ＫＴＲ，对吗？

　　　　在通信里面，认为环境热噪声功率普密度为ＫＴ＝－１７４ｄＢｍ，这是单边还是双边功率普密度呢？

　　　　这会涉及到这个ｅｑｕａｔｉｏｎ的推导，ｒａｚａｖｉ书里是这么写的：（如下）

                               
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只有当Ｒ１　＝　Ｒ２的时候，　Ｒ２上面看到的噪声功率普密度为ＫＴ，如此说来，这个ＫＴ应该是ｔｗｏ　ｓｉｄｅ，对吗？

如果ｍｏｄｅｌ一个ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，假设ａｍｐｌｉｆｉｅｒ与天线阻抗匹配，那么，ａｍｐｌｉｆｉｅｒ的输入噪声是　－１７４－３ｄＢｍ，我看很多书上都这么写，问题是，在计算ＫＴ的时候，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ的ｉｎｐｕｔ　ｒｅｓｉｓｔｏｒ　不是已经用过了吗？


　　　　　迷惑中，望解答！

感谢！

chaoxianzhu

哎，怎么说呢！
建议你重新建立你对噪声的理解，首先想清楚为什么电阻热噪声是4KTR，你好像没有认真读书，那个推导是为了干什么呢？
建议重新思考！

albert815

回复 1# sophi

kTB 是一个电阻能够deliver的最大 noise power，单位是瓦，这个量本身是与R无关的，refers to single-sided spectrum

在这个基础上，电阻R能deliver到匹配的R上的最大noise power= (Vn/2R )^2 * R = Vn^2/4*R = kTB =》 Vn = 4kTRB

chaoxianzhu

楼上正解！
deliver是亮点，建议楼主看看功率匹配的知识，相信帮助很大，再想想理想电感电容为什么“没噪声”，就彻底明白了！

sophi

回复 3# albert815


   谢谢albert815的回复，正如你所言，Vn^2 = 4KTR，这个幅度普密度，而非功率普密度，且是single-side的，所以，如果计算double side，Vn^2 = 2KTR.  如果计算功率，应该是Vn^2/R = 4KT（这个功率是在电路没有load的情况下计算出来的）。

   在source电阻与输入电阻匹配的时候，Rs = Rin，产生了分压，因此，加到Rin上的电压为Vn/2，Rs的noise加到Rin的功率就是KT，这个KT是功率普密度，并且是single-side的，所以，用这个公式计算的-174dBm也是single-side。


   但是，我仍然不解的是，这个-174dBm已经是Rs的noise加到Rin上的功率，为什么在通信连路上的计算是这样的：


假设接收信号功率为Sin，底噪为-174dBm，假设后面接了LNA，计算LNA输入信号和噪声功率的时候，信号功率要减去3dB，噪声功率也要减去３ｄＢ，即－１７４－３＝１７７ｄＢｍ，问题是，在计算这个－１７４dBm的时候，不已经算成Rin的噪声功率了吗？


   不理解为什么要减这个3dB?


   感谢！

albert815

回复 5# sophi

我大概听懂了你的意思，是否有文章的链接或者书的名字，我看看你说的这个noise是怎么算的

sophi

回复 6# albert815


   http://cn.mathworks.com/help/sim ... m-noise-figure.html
这个问题发生在simulink 的一个model里面，链接如上。

输入的噪声是-174dBm，但是在input display上显示则是-177dBm，help 上的解释是

The measured noise floor at -177 dBm/Hz is reduced by 3 dB from the specified -174 dBm/Hz noise floor. The difference is due to power transfer from the source to the input of the amplifier. The amplifier also models a thermal noise floor, so although this decrease is unrealistic, it does not affect accuracy at the output stage.

chaoxianzhu

回复 5# sophi

谢谢albert815的回复，正如你所言，Vn^2 = 4KTR，这个幅度普密度，而非功率普密度，且是single-side的，所以，如果计算double side，Vn^2 = 2KTR.  如果计算功率，应该是Vn^2/R = 4KT（这个功率是在电路没有load的情况下计算出来的）。

   在source电阻与输入电阻匹配的时候，Rs = Rin，产生了分压，因此，加到Rin上的电压为Vn/2，Rs的noise加到Rin的功率就是KT，这个KT是功率普密度，并且是single-side的，所以，用这个公式计算的-174dBm也是single-side。


首先，不知道是哪本书让你产生的困惑，没见到具体推导所以没法帮到你！
其次，想跟你探讨我的理解：
1、KT是宇宙最基本的参数，相当根本！所以KT就是环境的热噪声功率；至于电阻热噪声的建模，也是在这个基础上推导出来的，而不是由4KTR推导出噪声功率KT；这是本末倒置的做法；虽然我以前也经常这么认为！
所以，无论一个多么复杂的网络，只要是无源的，它的负载可以获得的最大噪声功率就是KT，不行可以通过你的4KTR去推！
2、我认为4KTR是功率谱密度，噪声讨论电压是没有意义的！
3、至于单边和双边的问题，不知道你看的那本书上是怎么讲的，没法评论！

sophi

为什么我发的回复，系统告知说需要斑竹审核，然后才能贴，结果，就没贴出来呢

sophi

既然快速回复可以贴出来，那就快速回复吧！
回复 albert815

这个noise的计算出现在matlab SIMRF的链路计算上，
http://cn.mathworks.com/help/sim ... gure.html#bsp2te8-1

在这个系统中，signal+noise被输入到amplifier，其中input noise floor 是-174dBm/Hz，但是，在amplifier的input端，noise floor 被降到-177dBm/Hz. matlab help上的解释是说

The measured noise floor at -177 dBm/Hz is reduced by 3 dB from the specified -174 dBm/Hz noise floor. The difference is due to power transfer from the source to the input of the amplifier. The amplifier also models a thermal noise floor, so although this decrease is unrealistic, it does not affect accuracy at the output stage.

没明白这句话的意思，为什么power transfer from the source to the input of the amplifier， noise就要减3dB