• 功率谱密度PSD
  1. Sx(f):信号x(t)在f附近1Hz带宽内的平均功率，单位是V^2/Hz

    当PSD在频率范围内保持相同值时，该噪声称之为白噪声。
  2. 当噪声输入一个线性时不变系统，输出信号Sy(f)=Sx(f)|H(f)|^2
  • 噪声分类
  1. 从来源分类，可分为环境噪声和器件噪声。
    环境噪声：由衬底、电源线、连接线等引入的噪声。
    器件噪声：可分为热噪声与闪烁噪声。
  2. 热噪声
    1)电阻热噪声

    2）MOS管沟道热噪声

    其中，γ是剩余噪声系数。长沟道：2/3；短沟道：2-2.5

    3)栅极电阻热噪声
    栅极电阻：
    对于正常的MOS管，栅极电阻热噪声应远小于栅极沟道噪声，即

    4)闪烁噪声
    来源：载流子在栅极和衬底界面下的捕获与释放产生噪声。多产生于低频。

    减小1/f噪声靠增大器件面积

1/f噪声的转角频率fc：衡量1/f噪声起主导作用的频段。位置在热噪声与1/f噪声曲线的交点。

  • 噪声系数

  1. 噪声系数F定义为输出的噪声总功率/信号源带来的噪声总功率
    因为输出噪声可分为两部分，系统自身的噪声与信号源内阻带来的噪声。在匹配情况下，系统输入的噪声功率为kTB，设系统功率增益为G，则噪声输出功率为

    因为输出噪声总功率为FkTBG，所以系统自身输出噪声功率为(F-1)kTBG

    所以噪声系数F=SNRin/SNRout，SNR为信噪比，SNR=10lg(Ps/Pn)。
    因为电路内会产生噪声，所以输出噪声大于输入噪声，F>1。当电路内没有噪声时，F=1。

  2. 级联系统噪声系数、IIP3和OIP3公式



    其中Ga为每级子系统的可获得功率增益。
    可以看到，后级子系统的功率增益和非线性性能对整个系统的非线性影响较大，应该提高后级系统的增益和线性度来降低系统非线性。

  3. 灵敏度和动态范围
    1)灵敏度：
    因为F=SNRin/SNRout=(Psig/Pn)(1/SNRout)，所以Psig=PnFSNRout
    总的输入信号功率Psig,tot=PnFSNRout*B，其中B为信道宽度。对这些量取对数，得

    其中，Psen|dBm为灵敏度，即能达到一定信噪比所需的最小输入信号电平。可知若天线与接收机相匹配，Prs=-174dBm/Hz，

2）噪底：接收信噪比为0时，接收机接收的最小信号强度
所以

3）动态范围：粗略定义为可以接受到的最大输入电平和最小输入电平之比。根据不同的应用，有两种不同的定义。
DR：可以接受到的最大输入电平和最小输入电平之比
SFDR（无杂散动态范围）：代表系统接收一个最小幅度的输入信号产生一个合格质量的输出信号时所能容纳的最高干扰信号。
定义：双音测试中最大输入干扰信号与灵敏度的比值
范围：下限为灵敏度，上限为双音测试中的最大输入电平