白噪声放大器
光放大器的概术,EDFA,SOA
工作波长为1550nm的铒(Er)掺杂光纤放大器(EDFA)
工作波长为1300nm的镨(Pr)掺杂光纤放大器(PDFA)
工作波长为1400nm的铥(Tm)掺杂光纤放大器(TDFA) 目前，EDFA最为成熟，是光纤通信系统必备器件。
掺铒光纤放大器给光纤通信领域带来的革命
EDFA解决了系统容量提高的最大的限制—— 光损耗
小信号增益G＝30dB时，增益对输入光功率的典型 依存关系
输入光功率较小时，G是一常数，即输出光功率PS,OUT与输入光功率PS,IN 成正比例。G0光放大器的小信号增益。 G0 饱和输出功率：放大器增益降至小 信号增益一半时的输出功率。
3dB
Pout,sat
饱和区域
当PS,IN增大到一定值后， 光放大器的增益G开始下 降。增益饱和现象。
=1.3% =0.7%
芯层：5m 内包层： 50m 芯层(掺铒)，传播信号层(SM) 内包层，传播泵浦光(MM)
用于制作大功率EDFA 的双包层光纤结构图
半导体光放大器SOA
SOA也是一种 重要的光放大 器，其结构类 似于普通的半 导体激光器。
R1
I
R2
半导体光放大器示意图
•半导体光放大器的放大特性主要决定于激光腔的反射特性与 有源层的介质特性。 •根据光放大器端面反射率和工作偏置条件，将半导体光放大 器分为：----法布里－珀罗放大器(FP－SOA) ----行波放大器(TW－SOA)
光放大器概述
光放大器的出现，可视为光纤通信发展史上 的重要里程碑。
光放大器出现之前，光纤通信的中继器采用 光－电－光(O-E-O)变换方式。
装置复杂、耗能多、不能同时放大多个波长信 道，在WDM系统中复杂性和成本倍增，可实 现1R、2R、3R中继
振动台 高斯白噪声
振动台高斯白噪声
振动台上的高斯白噪声**是一种用于激振试验的信号**，它通常具有平坦的功率谱密度，并且服从高斯分布。
在振动台实验中，高斯白噪声有多个应用方面：
1. **测试自振特性**：通过在振动台上输入小振幅的高斯白噪声，可以对模型进行激振试验，测量台面和结构的加速度反应，从而了解其自振特性。
2. **捕捉开裂行为**：在低强度振动下，使用持时短的高斯白噪声扫频可以帮助捕捉砌体填充墙与主体框架之间的开裂行为以及框架自身开裂导致的动力特性变化趋势。
3. **信号的理想化处理**：由于高斯白噪声在信号处理领域易于分析和近似，因此常被用于对信号处理系统（如滤波器、放大器、无线信号传输等）的噪声性能进行简单分析，如信噪比分析。
此外，高斯白噪声的特点是在不同时刻下的观测值相互独立，这符合主观直觉，并能较好地描述客观现实，因此在实际应用中常用来为噪声建模。
同时，它在数学上的定义也与布朗运动有关，是布朗运动的导数形式。
高斯白噪声在振动台试验中主要用于模拟现实中的随机振动环
境，评估结构或设备在这种环境下的性能和耐久性。
高斯白噪声的产生及误差分析
高斯白噪声的产生方案一 高斯白噪声的简介高斯白噪声通常定义为一个均值为零，功率谱密度为非零常数的平稳随机过程，且其噪声取值的概率分布服从高斯分布。
产生高斯噪声的过程可分为生成均匀分布随机信号和对均匀分布随机信号高斯化。
高斯噪声生成的原理图如下：高斯白噪声产生原理如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。
而高斯白噪声中的高斯是指概率分布是正态分布。
热噪声和散粒噪声都是高斯白噪声。
而高斯白噪声序列在科学研究和工程领域有着非常广泛的应用。
例如，在电气工程领域中，有关信号定理算法的研究均涉及到高斯白噪声序列的应用；而在通用的计算机系统中均配置了用以产生均匀分布于高斯分布序列的软件，例如在BASIC ，FORTRAN ，C ，VB 以及VC++等程序设计语言软件包、以及功能强大的MATLAB 软件包中均配置了用以产生均匀分布与高斯分布随即序列的内建函数。
事实上，应用这些软件产生的随机数序列，其随机性和分布特性与所调用的函数名的含义相差甚远。
在下文将对高斯白噪声产生的两种典型方法进行介绍。
二 基于算法Marsaglia-Bray 白噪声的生成传统的广泛配置与计算机产生有限长高斯随机序列的方法，不能保证所得序列的N （0,1）分布序列的方法。
在随机序列产生方法与软件实现的研究中，独立同分布的均匀分布U （0,1）随机数的产生及其软件实现是最基本的研究内容。
因为高斯分布与其连续分布的随机序列一般可由U （0,1）随机序列经相应的变换而获得。
欲在计算机上获得具有良好独立同分布的U （0,1）标准随机序列并非一件易事，U （0,1）随机数序列产生的书序方法及其软件的研究已有较长的历史，至产生均匀分布随机信号 均匀分布随机信号的高斯化 均匀随机高斯白噪声输出今它仍然是一个十分活跃的研究领域，其发展历程是统计性能更好的发生器取代性能较差。
该算法主要由以下几个基本步骤组成。
深入理解高斯白噪声（AWGN）信道
高斯信道百科名片高斯信道（Gaussian channel，通信专业术语）是一个射频通信信道，其包含了各种频率的特定噪声频谱密度的的特征，从而导致了信道中错误的任意分布。
目录信道与高斯信道1.信道(information channels,通信专业术语)是信号的传输媒质，可分为有线信道和无线信道两类。
有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆等。
无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。
如果我们把信道的范围扩大，它还可以包括有关的变换装置，比如：发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等，我们称这种扩大的信道为广义信道，而称前者为狭义信道。
2.信道：信息传输的媒质或渠道。
在电信或光通信（光也是一种电磁波）场合，信道可以分为两大类：一类是电磁波的空间传播渠道，如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等；另一类是电磁波的导引传播渠道。
如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。
前一类信道是具有各种传播特性的自由空间，所以习惯上称为无线信道；后一类信道是具有各种传输能力的导引体，习惯上就称为有线信道。
信道的作用是把携有信息的信号（电的或光的）从它的输入端传递到输出端，因此，它的最重要特征参数是信息传递能力（也叫信息通过能力）。
在典型的情况（即所谓高斯信道）下，信道的信息通过能力与信道的通过频带宽度、信道的工作时间、信道的噪声功率密度（或信道中的信号功率与噪声功率之比）有关：频带越宽，工作时间越长，信号与噪声功率比越大，则信道的通过能力越强移动通信高斯信道理论模型高期信道，最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。
这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。
高期信道对于评价系统性能的上界具有重要意义，对于实验中定量或定性地评价某种调制方案、误码率(BER)性能等有重要作用。
加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise，AWGN）在通信领域中指的是一种幅度服从高斯分布，各频谱分量在频谱域上服从均匀分布(即白噪声)的噪声信号。
白噪声过程通过线性系统.ppt
N 0 ( z ) e | z | d z
2
2
N 0 ( z ) e | z | d z
4
N 0 e | |
4 22
4、相关系数和相关时间
rY()
RY()
RY(0)
e||
00 rY()d0 e ||d14 1 fe
白噪声通过RC电路，若RC很大，即 很小，则
h (t)
1
1t
e RC
x(t) R
t0
C
y (t )
RC
e t
t 0 ,令 1
RC
R X ( )
N 0 ( )
2
20
2、RC积分器的系统权函数
0, Rh()
h(t)h(t )dt
0
et e(t )dt e
0
2
根据对称性：
Rh
(
)
2
e||
3、输出自相关函数
R Y ( ) R X ( z ) R h ( z ) d z
38
3、输出过程的相关函数
输出过程的相关函数
问题：分母系 数为什么是2？
RY
()
1
2
0 GY
()cosd
N0K02
2
0exp (2 0)2
cosd
做变量替换
0， 则 cosdcos(0 )d
R Y()N 2 0 K 0 2 0e 2/2cos cos0 sin sin 30 9d
RY()N 2 0K0 2 0e 2/2cos cos0sin sin0d N 2 0K0 2 00e 2/2cos cos0sin sin0d
N0K02
2
0 0
e2
电子管与音色_上_
音响技术AVtechnology 基础知识随着音响技术、文化艺术不断深入发展以及人们鉴赏能力的不断提高，现代人们对音响的追求，已不仅在于传声，更重视传情！无论是专业厂家还是玩家，无不利用各种技术手段，选购或制作心目中的音响器材，力求完美的音色！音色不同于音质，它是一个非量化的主观概念，对音色的评价尽管存在主观倾向性，但对于具有共同民族习惯、社会环境以及生活感受的人们，对于反映本民族或其它民族相近相似的思想、文化、艺术等意识形态方面的音响作品，应当产生共鸣，并取得较为一致的听感。
音响器材中的电阻、电容、晶体管以及古老的电子管等器件，对音色均有不同程度的影响，其表现也各有特点。
巧妙地利用这些特点构建音响器材，使得重放乐章五彩斑斓。
近些年来，随着数码音源的出现，电子管这一古老的器件，在音频设备中显示了独特的魅力！除了自身音色温暧剔透外，能够较好地克服数码音源音色冷板生硬缺乏情调之嫌。
采用电子管制作的音频设备能滤除音源残留的数码信号，令音乐更纯净，背景更宁静，具有LP的味道。
无论是专业厂商还是音频发烧友都不懈于电子管音响的开发制作，使得电子管音响大有旭日东升之势！各类电子管音频放大器、音色匹配器层出不穷，尽管多媒体软件技术的发展大大超过硬件发展速度且成本低，开发出了电子管声模似软件，但音效仍不及实体胆机发出的那种自然流畅的音色。
因此电子管音响仍然有着广泛的应用前景。
1 音色刍议音色即声音的特点，由声音波形的谐波频谱和包络决定。
声音波形的基频所产生的听得最清楚的声音称为基音，各次谐波的微小振动所产生的声音称泛音。
而在泛音当中，唯有二次、三次谐波产生的泛音强度相对最大，直接影响到听觉感受。
人耳对于偶次谐波是欢迎的，基音的偶次谐波越多，表现出的听觉感受就越“柔和、温暖、醇厚”，就是人们常说的“讨好耳朵”或者“听感好”；而对于奇次谐波来说，人耳则很排斥，基音的奇次谐波成分越多，表现的听觉感受越“刺耳、生硬”，即大家常说的不耐听。
正确选择低噪声放大器(LNA)
正确选择低噪声放大器(LNA)该应用笔记检验了影响放大器噪声的关键参数，说明不同放大器设计(双极型、JFET输入或CMOS输入设计)对噪声的影响。
本文还阐述了如何选择一款适合低频模拟应用(如数据转换器缓冲、应变仪信号放大和麦克风前置放大器)的低噪声放大器。
基于CMOS输入放大器，MAX4475，举例说明多数低频模拟应用中这种新型CMOS放大器的设计优势。
目前，有关低噪声放大器的讨论常常关注于RF/无线应用，但实际应用中，噪声对于低频模拟产品(如数据转换器缓冲、应变仪信号放大和麦克风前置放大器)也有很大影响，是一项重要的考虑因素。
为了选择一款合适的放大器，设计工程师必须首先了解放大器是否拥有低噪声特性和相关的噪声参数。
另外，还要了解不同类型放大器(双极型、JFET输入或CMOS输入)的噪声参数差异。
噪声参数尽管影响放大器噪声性能的参数有很多，但最重要的两个参数是：电压噪声和电流噪声。
电压噪声是指在没有它噪声干扰的情况下，放大器输入短路时出现在输入端的电压波动。
电流噪声是指在没有其它噪声干扰的情况下，放大器输入开路时出现在输入端的电流波动。
描述放大器噪声的典型指标是噪声密度，也称作点噪声。
电压噪声密度单位为nV/√Hz，电流噪声密度通常表示为pA/√Hz。
在低噪声放大器数据资料中可以找到这些参数，而且，一般给出两种频率下的数值：一个是低于200Hz的闪烁噪声；另一个是在1kHz通带内的噪声。
简单起见，这些测量值以放大器输入端为参考，不需要考虑放大器增益。
图1所示为电压噪声密度与频率的对应关系曲线。
噪声曲线与两个主要的噪声成份有关：闪烁噪声和散粒噪声。
闪烁噪声是所有线性器件固有的随机噪声，也称作1/f 噪声，因为噪声振幅与频率成反比。
闪烁噪声通常是频率低于200Hz时的主要噪声源，如图1所示。
1/f角频率是指噪声大小基本相同、不受频率变化影响的起始频率。
散粒噪声是流过正向偏置pn结的电流波动所造成的白噪声，也出现在该频段。
放大器噪声系数计算
ZHCA525 – April 2013
毛华平
放大器噪声系数计算
德州仪器公司 (TI) 高速应用工程师
摘要
本文简要介绍了两种放大器架构的噪声系数计算, 包括 inverting, non-inverting 架 构的噪声系数计算, 并提供计算小工具.
Abstract: this article introduce the noise figure calculation of several architecture, such as inverting, non-inverting, And also provide the calculation tool.
4 × R(in kΩ)
根据这个估计, 可以得到如下电阻值的电压噪声:
R (Ω)
sqrt(4kTR)*1e9 4*sqrt(R in kΩ)
20
0.574
0.566
50
0.907
0.894
100
1.283
1.265
1k
4.056
4.000
在输出的噪声中, 上图的各个分量其贡献如下:
Source
I BN eN I BI RS RG RF
公式 1
这个公式分了 6 项:
ZHCA525
1) 4������������������������ �1 + �������������������������2
2)
(������������������������������)2
�1
+
������������ ������������
2
�
3) ������������2 �1 + �������������������������2 4) (������������������������������)2 5) 4������������������������
第十一章-微弱信号检测技术
锁相放大器的工作过程
I 随时间缓变的信号
经过调制
λ(t)
I
信号恢复
输出信号 （与信号幅度成 λ(t) 正比，与相对相 位有关）
ωm
送入锁相放大器
信号输入
Lock-in
参考信号
ωm
互相关函数
两个具有确定频率和相位的周期性信号，它们的相关特
性可以用互相关函数来表达：
lim R12 ( ) T
1 2T
模拟锁相放大器
数字锁相放大器
锁相放大器
2. 锁定放大器抑制噪声的基本出发点
( 1 )用调制器将直流或慢变信号的频谱迁移到调制频率处,再进行放 大, 以避开1/f 噪声的不利影响； ( 2 )利用相关器实现对调制信号的解调，同时检测频率和相位，噪声
与信号同频又同相的概率很小； （3）利用低通滤波器来抑制噪声，低通滤波器的频带可以做的较窄，
1.锁相放大器概述
自从1962年，美国EG&G PARC公司制作了第一台锁相放大器(LIA)的 后，微弱信号检测技术得到了突破性的发展。后来又出现了模拟锁相放 大器(ALIA) 和数字锁相放大器(DLIA) 。对于数字锁相放大器而言，又 出现基于单片机的DLIA 和基于专用DSP的DLIA 。还有基于PC的系统级 模块化DLIA ，这种锁相的算法是采用C，C++等语言实现的。由于整个 系统运行在PC平台上，所以可以使用各种仿真软件对算法进行研究。
通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪 声。
把来自外部的原因的扰动称为干扰，有一定的规律性， 可以减少或消除。
锁相放大器要解决的就是如何在很强的外部干扰环境 中检测弱信号。
通常干扰是可以减少或消除的外部扰动，而由于材料 或器件的物理原因产生的噪声则很难消除。
什么是电子元件的噪声如何选择适当的噪声水平
什么是电子元件的噪声如何选择适当的噪声水平什么是电子元件的噪声？如何选择适当的噪声水平电子元件的噪声是指在电子设备或系统中产生的各种干扰信号，它对电路的性能和精度有着重要影响。
在实际应用中，为了保证电子设备的正常工作，我们需要选择适当的噪声水平。
本文将介绍电子元件的噪声及其对系统的影响，并提供选择噪声水平的几个关键要点。
一、电子元件的噪声在电子元件中，噪声可以来源于多个因素，如电源噪声、器件本身的噪声、温度噪声等。
其中最为常见的噪声包括热噪声、1/f 噪声和白噪声。
1. 热噪声：也称为约瑟夫逊噪声，是由于电子元件内部的热激励导致的噪声。
根据热噪声公式，噪声功率与电阻值成正比，并与温度、带宽有关。
热噪声的频谱分布是平坦的，因此在设计电子系统时必须参考该噪声水平。
2. 1/f 噪声：该噪声的特点是随频率减小而增加，也称为低频噪声。
1/f 噪声广泛存在于电子元件和系统中，如晶体管、放大器等。
它对信号的宽带性能有较大影响，因此在适用性和性能要求高的电路中需要进行衡量和控制。
3. 白噪声：该噪声具有均匀分布的频谱特性，即各频率成分的能量相同。
白噪声在通信系统中具有重要作用，但在其他应用中需要根据噪声功率谱密度对其进行限制。
二、如何选择适当的噪声水平选择适当的噪声水平应综合考虑电子设备的应用和性能要求。
下面是几个关键要点来帮助您选择合适的噪声水平。
1. 设备应用：首先需要明确电子设备的具体应用领域。
不同的应用场景对噪声水平的要求不同。
例如，对于通信系统和无线电设备来说，噪声必须尽可能低，以保证信号传输的可靠性。
而对于一些大功率设备或低频率应用来说，噪声水平的要求可能相对较低。
2. 性能要求：根据系统的性能要求，确定适当的噪声水平上限。
例如，某些高精度的测量设备需要非常低的噪声水平才能确保数据的准确性。
3. 成本考虑：低噪声元件通常价格较高。
因此，在决策过程中需要评估设备预算和性能要求之间的平衡。
根据实际情况，选择价位合适的元件来满足噪声需求。