噪声1

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。

最后

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