电阻噪声是如何产生的?
CMOS电路噪声与抑制

CMOS电路噪声与抑制噪声是电路中常见的问题,对于CMOS电路而言也是如此。
在设计和使用CMOS电路时,我们需要了解噪声的来源以及如何有效地抑制噪声,以确保电路的性能和可靠性。
本文将探讨CMOS电路噪声的产生机制以及几种常见的噪声抑制技术。
一、噪声的来源CMOS电路中的噪声主要来自以下几个方面:1. 热噪声:热噪声是由元件的热激活引起的。
根据维纳-霍奇金关系,热噪声与电阻、温度以及带宽相关。
在CMOS电路中,主要由电阻和晶体管的热噪声引起。
2. 动态噪声:动态噪声源于电荷的随机变动。
例如,由于电流和电压的变化引起的电感和电容的噪声。
此外,开关瞬态和充放电过程中的不确定性也会导致动态噪声。
3. 互调失真噪声:互调失真噪声是由非线性元件引起的。
在高频应用中,由于非线性元件的存在,信号会在频谱上产生互调失真。
二、噪声抑制技术为了有效地抑制CMOS电路中的噪声,工程师们开发了多种噪声抑制技术。
以下是几种常见的技术:1. 降噪滤波器:降噪滤波器通过滤除噪声信号的特定频率成分来减少噪声的影响。
常见的降噪滤波器包括带通滤波器和带阻滤波器。
通过适当选择滤波器的参数,可以实现对特定频率的噪声的抑制。
2. 增加信噪比:信噪比是衡量信号质量的重要指标。
通过增加信号的强度或减少噪声的幅度,可以提高信噪比。
在CMOS电路设计中,可以采取一系列措施来增加信号强度,例如增大电流和电压,优化电路布局,减少电阻和电容等。
3. 降低功耗:功耗是产生噪声的重要因素之一。
高功耗会产生较高的温度,从而增加热噪声。
因此,在CMOS电路设计中要尽量降低功耗。
常见的功耗优化技术包括使用低功耗电源电压,采用节能的电路结构和算法等。
4. 场效应管噪声抑制技术:由于CMOS电路中晶体管的噪声是主要的噪声源之一,因此采用一些场效应管噪声抑制技术可以有效地降低噪声。
例如,在放大器电路中,可以采用共源极电路来抑制晶体管的噪声。
5. 模拟/数字混合抑制:在模拟/数字混合电路中,模拟和数字信号之间的转换也可能引入噪声。
单电阻采样移相噪声大的原因
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单电阻采样移相噪声大的原因1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对于单电阻采样移相噪声大的问题进行简要介绍,提出这个问题的背景和重要性。
以下是可能的概述部分的内容:引言单电阻采样是一种常见的信号处理技术,广泛应用于许多领域,如通信、音频处理和传感器应用等。
然而,随着对信号处理要求的不断提高,人们开始意识到在单电阻采样中存在一个普遍的问题,即移相噪声过大的现象。
在单电阻采样中,我们通过将输入信号经过一个电阻器后进行采样,以获取离散的信号样本。
这一过程涉及到将连续时间下的信号转换为离散时间下的信号,由于采样时的移相操作,产生的噪声往往会引起系统性能的下降。
在本文中,我们将深入探讨单电阻采样移相噪声大的原因,并尝试提出一些可能的改进方法。
通过对这一问题的深入分析和讨论,我们可以更好地理解单电阻采样中噪声产生的原因,并能够为未来的系统设计和优化提供有价值的参考依据。
本文结构如下:首先,我们将介绍单电阻采样的原理,以便读者更好地理解实际系统中的运作机制。
其次,我们将详细讨论单电阻采样引起的噪声问题,并探讨其产生的原因。
最后,我们将总结噪声大的原因并探讨可能的改进方法。
通过本文的阅读,读者将能够对单电阻采样移相噪声大的问题有一个更全面的认识,并且能够在实际应用中有针对性地对这一问题进行解决和改进。
希望本文能为相关领域的研究人员和工程师提供一些有益的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分会对文章的内容进行概述,并介绍文章的结构和目的。
正文部分会详细讲解单电阻采样的原理和单电阻采样引起的噪声,并探讨造成噪声大的原因。
结论部分会总结本文所讨论的噪声大的原因,并提出可能的改进方法。
1.3 目的本文的目的是分析单电阻采样移相噪声大的原因。
通过深入了解单电阻采样原理和其引起的噪声,我们将总结出噪声大的主要原因,并提出可能的改进方法。
通过本文,读者能够了解单电阻采样中噪声问题的核心,并在日后的研究和应用中提供参考和指导。
放大电路中的噪声种类与成因
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放大电路中的噪声种类与成因
放大电路中的噪声是放大电路中各元器件内部载流子运动的不规则所造成的,主要是由电路中的电阻热噪声和BJT内部噪声所形成,它实际上是杂乱的无规则的变化电压或电流。
主要包括:
1、电阻的热噪声:任何电阻即使不与电源接通,它的两端仍有电压,这是由于导体中构成传导电流的自由电子随机的热运动而引起,因此,某一瞬间向一个方向运动的电子有可能比向另一个方向运动的电子数目多,这一电流流经电路就可以产生一个正比于电路电阻的电压,称为热噪声电压。
2、三极管的噪声:当有电流流过BJT时就会产生噪声,主要来源有三种:
①、热噪声,由于载流子不规则的热运动通过BJT内的电阻时产生。
②、散粒噪声,通常所说的BJT中的电流,只是一个平均值,实际上通过发射极注入到基区的载流子数目,在各个瞬时都不相同,因而引起发射极电流或集电极电流有一个无规则的波动,产生散粒噪声。
③、闪砾噪声(1/F),管子产生闪砾噪声的原因现在还不十分清楚,但被设想为载流子在晶体表面的产生和复合所引起,因此与半导体材料本身及工艺水平有关。
这种噪声与频率成反比,所以也叫1/F噪声。
如何最大限度降低汽车多媒体设备中电阻生成的噪声
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如何最大限度降低汽车多媒体设备中电阻生成的噪声——恰到好处的电阻设计技术能够极大地降低音频噪声深谙声音重放品质的专业人士通常都有一只“训练有素的耳朵”,他们通过感知来检测插入原始信号中的噪声和失真。
前置放大器、音频放大器或声音重放系统的音量控制电阻常常引入这些令人不悦的噪声。
随着人们对声音重放品质要求的日益提高,恰当地选择这些音频系统的电路元件,以最大限度地减少噪声和可能危及成品保真度的信号失真就至关重要。
噪声源电阻内部的电子运动造成它产生音频噪声,该噪声形成闲杂的AC信号并叠加在原来的DC信号上。
这种噪声分为两类:热噪声和电流噪声。
在热噪声情况下,电阻内部电子的随机运动引起闲杂AC信号。
热扰动生成的电压有一个最小电压值,它会被放大且一直存在于背景噪声之中。
确定热噪声大小的方程式为:E2=4kTR (f2-f1)其中 k波耳兹曼常数, T 是绝对温度(开氏温标), R是导体的电阻,(f2-f1)是带宽。
电流噪声由跟电流相关的电子聚散所引起。
电流噪声的大小很大程度上取决于电阻所采用的 电流噪声的大小单位是μV/V,噪声指数的单位是分贝,μV/V到dB的转换等式为:dB = 20 x log 噪声[μV]/DC电压 [V])例如, 0 dB等于1.0 μV/V, 而15 dB等于 5.6 μV/V。
为了确保高保真声音重放,音频系统、特别是前置放大器、放大器和音量控制的设计工程师可以采用最新的电阻技术,包括其构架和净化信号的效力。
电阻技术的发展碳化合物电阻碳化合物电阻在二次世界大战之前是收音机和电视工业的中流砥柱。
其结构特征是碳粒子以化学键(Diallyl phtalate)那样的串联顺序被树脂粘合剂连接起来,沿着导电路径碳粒子一个挨着一个彼此接触,电流就是从一个碳粒子到另一个碳粒子传播的。
与下面介绍的厚膜电阻采用的玻璃粘合剂不同,由于电压应变、潮气入侵、机械应变和热应变等原因,碳化合物电阻的树脂粘合剂常遭受与碳粒子相关的机械运动的影响。
放大器的噪声

2. 晶体管的噪声 放大器中晶体管产生的噪声比电阻热噪声大的多。 晶体管的噪声主要有: 散弹噪声:载流子随机流动引起的噪声,是晶体 管主要噪声之源; 分配噪声:由集电极电流和基极电流分配比例起 伏引起的噪声; 闪烁噪声:它表现为发射极电流的起伏。它主要 在低频范围内起作用,在高频范围可以忽略; 热噪声:和电阻热噪声相同,主要是基区体电阻 产生的热噪声。
本章小结: 1.掌握LC并联谐振回路的基本特性和参数, 了解阻抗变换电路的工作原理 2.掌握小信号谐振放大器的电路、工作原 理、分析方法以及性能特点 3.了解谐振放大器的稳定性及提高稳定性 的措施 4.了解集中选频放大器的组成及工作特点 5.了解放大器中噪声的来源及分类ຫໍສະໝຸດ 2.4 放大器的噪声
一、噪声及分类 1.噪声:在信号处理过程中所遇到的无用的、有 害的干扰信号。 2.根据噪声的来源,可分为: ①人为噪声:人为设计电路不完善引起的; ②自然噪声:雷电、宇宙辐射、太阳黑子活动引 起的; ③起伏噪声:电子热运动产生的,又叫内部噪声。
二、放大器内部存在噪声 放大器内部存在噪声将影响放大器对微弱 信号的放大能力。放大器内部噪声是一种 随机信号,其频谱很宽,很难消除。尤其 在小信号放大器中,噪声的影响是不能忽 视的。 噪声的来源:放大器内部噪声主要来源是 电阻热噪声和晶体管噪声。
1.电阻热噪声 电阻热噪声是由于电阻内部电子无规则 热运动而产生的,所以,它的大小随温 度的升高而增大,同时,电阻的阻值越 大,产生的噪声也越大。 虽然电阻热噪声频谱很宽,但在放大器 中,只有位于放大器通频带内的一部分 噪声才能通过或得到放大,所以,放大 器的频带越宽,噪声也就越大。
噪音计电路原理
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噪音计电路原理一、引言噪音是在电子设备和电路中普遍存在的,它对电路性能和信号质量产生不良影响。
为了准确测量和分析噪音,噪音计电路应运而生。
本文将介绍噪音计电路的原理和工作方式。
二、噪音的来源噪音可以来自多个方面,包括热噪音、器件噪音、电源噪音等。
热噪音是由于器件内部的热运动引起的,它与器件的温度和阻值有关。
器件噪音是由于电子器件内部的非线性特性引起的,如晶体管的击穿噪音和二极管的截止噪音等。
电源噪音是由于电源本身的波动引起的,如电源的纹波和交流耦合等。
三、噪音计电路的原理噪音计电路的主要原理是利用噪音源和噪音电阻来模拟噪音信号。
噪音源是一个具有均匀分布的随机信号源,它可以模拟实际电路中的噪音。
噪音电阻是一个电阻器,它的阻值与噪音源的信号功率有关。
噪音计电路通过测量噪音电阻两端的电压来确定噪音信号的功率。
四、噪音计电路的工作方式噪音计电路主要由噪音源、噪音电阻和测量电路组成。
噪音源产生随机信号,并通过噪音电阻与待测电路连接。
测量电路通过测量噪音电阻两端的电压来计算噪音信号的功率。
噪音计电路一般采用差分放大器进行测量。
差分放大器的输入端分别连接到噪音电阻两端,输出端连接到测量电路。
通过测量差分放大器的输出电压,可以得到噪音电阻两端的电压差,从而计算出噪音信号的功率。
五、噪音计电路的应用噪音计电路主要应用于噪音分析和噪声抑制等领域。
在噪音分析中,可以通过测量噪音信号的功率和频谱来分析电路的噪音特性。
在噪声抑制中,可以根据噪音信号的特点设计滤波器或降噪算法,从而减小噪音对信号的干扰。
六、噪音计电路的改进为了提高噪音计电路的测量精度和抗干扰能力,可以采取一些改进措施。
例如,可以采用差分放大器的共模抑制功能来减小测量误差;可以使用低噪声放大器来提高测量灵敏度;可以加入滤波器来抑制噪音信号中的高频成分等。
七、总结噪音计电路是一种用于测量和分析噪音的电路,它通过模拟噪音信号并测量其功率来评估电路的噪音特性。
噪音计电路在电子设备和电路设计中起着重要作用,能够帮助工程师评估和改进电路的性能。
电阻热噪声
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6
1
它存在于任何工作在绝对零度以上的电路或系统 中。 这种噪声可以看成是无数独立的微小电流脉冲的 叠加,根据概率论的极限中心定理,它们是服从 于高斯/正态分布的高斯过程。 它们的功率谱密度在整个频率范围内都是均匀分 布的,即白噪声。所以常把热噪声称为高斯噪声 (Gaussian noise)或白噪声(white noise)。
第二章 随机信号的时域分析
如果某种随机现象是随时间变化的,我们 又称这种现象为过程,可以分为两大类: 确定过程:如果每次试验所得观测结果都 确定过程 相同,且都是时间 t 的一个确定函数,具有 确定的变化规律。 随机过程:如果每次试验所得观测结果都 随机过程 不相同,且是时间 t 的不同函数,没有确定 的变化规律,且试验前又不能预知这次试 验会出现什么结果。
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随机过程的理论产生于20世纪初,是因统 计物理学、生物学、通信与控制、管理科 学等领域的研究需要而逐步发展起来的。 特别是在预测与控制领域中出现的大量的 随机过程问题,这些是随机过程理论发展 的重要推动力。 同时,随机过程理论的发展又为研究人员 在上述领域中研究随机现象提供了数学模 型,奠定了数学基础。
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2. 散粒(散弹)噪声(Shot Noise)
散粒噪声是晶体管的主要噪声源:它是由单位时间内通过PN结 载流子数目的随机起伏而造成的。 散粒噪声的大小与晶体管的静态工作点电流有关,其功率谱密 度为
S I = 2qI O
式中 I O为流过PN结的电流, q为电子电荷量。 由于晶体三极管的发射结正偏,所以散粒噪声主要决定于发射 极工作电流 I e ,其噪声电流的均方值为
2
电阻热噪声计算
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电阻热噪声计算2010-08-23 17:46电阻的热噪声一、电阻热噪声产生的原因:电阻的热噪声是电阻导体的热骚动产生无规则运动引起的起伏噪声电流的现象。
二、电阻热噪声的特点及计算1、特点:1)电阻噪声是起伏噪声。
2)起伏噪声电流是大量脉冲宽度约(持续时间只有10^-13~10^-14)的微弱脉冲电流的迭加而成。
另窄脉冲极性、大小和出现时间是随机的1)起伏噪声的功率密度:Sv = 4kTR其中k=1.38×10-23J/KT=[273+t (℃)] (K)T–定, R↑→ Sv ↑R–定,T↑→ Sv ↑其它:热噪声介绍:热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
电阻的起伏噪声是由电阻内电子热运动引起的,因此它的波形也是不规则变化的,在示波器上观察就像一堆杂乱无章的茅草一样,通常称之为起伏噪声。
由于在数学上可以用随机过程来描述这类干扰,因此又可称为随机噪声,或者简称为噪声。
由于电子的质量极轻,其无规则的热运动速度极高,因此它所形成的热噪声可以看作是由无数个持续时间极短的电流脉冲组成(持续时间只有10^-13~10^-14)。
由于这些小电流脉冲的持续时间极短,因此它的频谱几乎占有整个无线电频段。
“电阻的热噪音意味着有许多很小连续的正弦信号会产生”是不好理解的,如果是对杂乱的波形进行频谱分析,那分解的小正弦波也是不连续、频率不稳定、相位不确定的问答:不太懂这个电阻热噪声公式噪声产生的源头在于电阻的导体中电子热运动,热运动是随机的,一个电子在某个瞬间朝某个方向以速度V飞行(这可以等效为一个电流),当他撞倒某个原子,因为电子质量太轻,被反弹到另外一个方向……如此周而复始。
由于电子热运动的自由程很短(自由程的概念参考物理学教材),因此这个电流持续的时间也很短,可以看作是一个电流脉冲,而一个脉冲就可以用数学上的冲击函数来描述。
在导体内部,所有的N个电子都在热运动,综合来看,由热运动产生的导体的电流就是N个电子的冲击函数的叠加,在某个瞬间,朝某个方向的热运动可能略占优势,因此就产生了沿这个方向的负电流(因为电子带负电荷),但是作为一个正态随机过程,从长时间的平均值来看,任何方向都不可能占优势,平均值为0,这就是我们观察到的导体电阻形成的热噪声。
噪声的来源与特点
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二、散粒噪声(Shot Noise) 散粒噪声是晶体管的主要噪声源。
它是由单位时间内通过PN结载流子数目的随机起伏
而造成的。 散粒噪声的大小与晶体管的静态工作点电流有关, 其功率谱密度为
SI 2qIO
式中 IO为流过PN结的电流, q 为电子电荷量。 由于晶体三极管的发射结正偏,所以散粒噪声主要 决定于发射极工作电流 I e ,其噪声电流的均方值为
i 4kTG1B
2 n1
1 G1 R1
8.2.1
i 4kTG2 B
2 n2
1 G2 R2
因此
2 2 2 in in i 1 n 2 4kT (G 1 G2 ) B
2 in
所以
2 n
G1 G2
2
R1R2 4kTB R1 R2
再利用
图8.2.4所
2 n1
2 n 2
2
R
2 1
R1 R2
4kTR2 B
2
R12
所以
R1 R2 4kTB R1 R2
2 n 2 n2
显然,两种计算方法得到的结果是相同的。
8.2.1
对于LC并联谐振电路,所产生的噪声电压均方值为
2 n 4kTRe B 式中, Re为谐振电路的谐振电阻。
8.2.2 晶体三极管的噪声
一、热噪声(Thermal Noise)
和电阻一样,在晶体管中,电子不规则的热运动同 样会产生热噪声。发射极和集电极电阻的热噪声一般很 小,可以忽略。因此这类由电子热运动所产生的噪声, 主要存在于基极电阻 rbb内,其噪声电压的均方值为
2 bn 4kTrbb B
示的电压源 进行计算。
电路噪声和抗干扰措施
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散粒噪声(Shot Noise)
对于双极型晶体管,散粒噪声是主要噪声源。 它是由单位时间内通过PN结载流子数目的
一、研究噪声和干扰的必要性
噪声与干扰没有本质区别,习惯上从器件外部窜扰 进来的, 称为外部噪声(干扰),从器件内部产生的, 称为PC内B部调噪试声时。频繁遇到噪声称为:
器件噪声、辐射噪声和传导噪声。
干扰源自:然干扰:天电干扰、宇宙干扰、大地干扰 工业干扰:广播电视、无线基站、工业设备
(EMI)
现场干扰:个人手机、笔记本、测试 仪等 电源、器件之间、PCB走线之间的串
率之比。 信噪比SNR( Signal to Noise Ratio)通常用
分S/N贝数10表lg示ps。(dB)
pn
输 入 信 噪 比:S/N
注意:
1、热噪声电压虽很小,但被多级放大后,特别是有用 信号很微弱的情况下,会淹没在噪声中而无法被处理。
2、理想电抗元件是不会产生噪声的, 但实际电抗元件 是有损耗电阻的, 这些损耗电阻会产生噪声。对于 实际电感的损耗电阻一般不能忽略, 而对于实际电 容的损耗电阻一般可以忽略。
闪烁噪声(1/f 噪声)
电子电路的噪声和干扰
一、研究噪声和干扰的必要性
电子系统或电子设备性能很大程度上与噪声和 干扰有关,电子电路处理电信号的灵敏度与噪声有 关。噪声对有用信号的处理产生了干扰, 特别是当 有用信号较弱时, 噪声的影响就更为突出, 严重时 会使信号淹没在噪声之中而无法处理。
音频底噪总结
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检测底噪
对于对MP3音质、性能要求较高的用户,底 噪检测是对MP3质量检测的一项重要环节。
检测MP3底噪,一般方法是在夜晚等比较安 静的环境中戴上耳机,播放音乐文件并且把音量调 到尽量小(一般为音量1,或刚好能够出现音乐声 音为止),可以听到细微的沙沙声,这就是底噪。
较专业检测是用音频软件生成一段空白波形 音乐文件,即完全静音的文件,然后把播放器音量 调到最大,记录底噪的分贝,生成相关专业数据。
一.保护接地
保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而设置的保护装置,它 有接地与接零两种方式。按电力规定,凡采用三相四线供电的系统,由于中性线接 地,所以应采用接零方式,而把设备的金属外壳通过导体接至零线上,而不允许将 设备外壳直接接地。这在广电系统的配电房中的开关设备,中央空调机、发射机等 电源开关设备和大耗电设备中尤为常见。在规划设计时,应从地网中引出接地母线 至各设备上,再将机器外壳用导体连至接地母线上。值得指出的是:接地线应接在 设备的接地专用端子上,另一端最好使用焊接。
可能和喇叭的THD指数有关。
底噪
二、不同音频功放加不同平台对底噪的表现
这是之前在波导客户上测试的输入输出底噪,从上可知 1、MT6580的输出底噪是最大的,其实是72 82平台, 2、而且输出底噪和模拟增益关系比较大,适当的减小模拟增益也会减小输出底噪,一般 72 82这种模拟增益调到116,数字增益255就可以了,再往上声音不会大多少,差不多已 经饱和了。
如何避免交流噪声
3.磁珠等效阻抗较大,相对而言电感对音 频小信号的衰减较小,但是在大多数设计中, 感觉用磁珠的较多,其实没什么意义,同样的 高频信号,使用33pF的电容就可以滤除,其实, 一般耳机电路上加磁珠是最有意义的,因为耳 机线较长,加磁珠可以抑制高频信号以耳机线 做为天线向外辐射或者引入高频信号干扰,而 对于MIC、SPK而言,在绕线不是太长的情况 下,33pF电容足以滤除高频干扰。
电路中的噪声干扰如何消除

电路中的噪声干扰如何消除在我们日常使用的各种电子设备中,电路的稳定性和可靠性至关重要。
然而,噪声干扰却常常成为影响电路性能的“捣乱分子”。
那么,究竟什么是电路中的噪声干扰?又该如何有效地将其消除呢?首先,我们来了解一下电路中的噪声干扰到底是什么。
简单来说,噪声干扰就是那些不期望出现的、会影响电路正常工作的电信号。
这些噪声可能来自于外部环境,比如电磁辐射、电源波动等;也可能是由电路内部元件产生的,比如电阻的热噪声、晶体管的散粒噪声等。
外部环境带来的噪声干扰中,电磁辐射是比较常见的一种。
我们周围充满了各种无线信号,如手机信号、无线网络信号等,当这些电磁波与电路中的导线相互作用时,就可能产生感应电流,从而形成噪声干扰。
电源波动也是个不容忽视的问题,供电电网中的电压不稳定、电流突变等都会给电路带来不良影响。
而电路内部元件产生的噪声,就像是电路自身的“小毛病”。
电阻在有电流通过时,由于其内部的粒子热运动,会产生热噪声。
晶体管中的电流不是连续的,而是由一个个电子组成,这就导致了散粒噪声的出现。
接下来,我们探讨一下如何消除这些令人头疼的噪声干扰。
对于外部电磁辐射引起的噪声,一个有效的方法是做好屏蔽工作。
可以使用金属外壳将整个电路包裹起来,形成一个法拉第笼,阻止外部电磁波的进入。
在布线方面也要讲究,尽量缩短导线长度,减少回路面积,这样能降低电磁感应的影响。
稳定电源是应对电源波动的关键。
可以采用高质量的电源适配器,或者在电路中加入稳压电路,如线性稳压器、开关稳压器等,来保证输入到电路中的电源稳定可靠。
对于电路内部元件产生的噪声,合理选择元件是第一步。
选用低噪声的电阻、晶体管等元件,可以从源头上减少噪声的产生。
在电路设计上,可以采用差分放大电路来抑制共模噪声,因为差分放大电路对两个输入端的差值信号进行放大,而对共模的噪声信号有较好的抑制作用。
滤波也是消除噪声的重要手段。
常见的有电容滤波、电感滤波和RC 滤波等。
电容可以通过充放电来平滑电压,滤除高频噪声;电感则对电流的变化有阻碍作用,能抑制高频噪声;RC 滤波则结合了电容和电阻的特性,对特定频率的噪声进行衰减。
电路中的热噪声和电噪声分析

电路中的热噪声和电噪声分析电路中的热噪声和电噪声是电子工程师经常遇到的问题。
在电路设计和优化中,如何避免和减少这些噪声对电路性能的干扰是非常重要的。
本文将从什么是热噪声和电噪声讲起,到它们如何产生和怎么应对这些噪声,深入探讨这一主题。
什么是热噪声和电噪声?热噪声是晶体管、放大器和其他电子元件内部电子随机运动的结果。
这种运动产生了微弱但随机的电信号,而这些信号会与期望的电信号混合。
这导致了电路噪声的存在,热噪声的幅度与环境温度和阻抗有关。
热噪声是黑暗的,这意味着电子元件只要设置它们就会产生这种噪声,而无需加入其他电源。
电噪声是由于电子元件接线不良、信号线附近的电源电缆、电磁场和其他信号源引起的。
例如,在精密测量中,如果使用大功率设备之一,比如电弧炉或变压器,就会有电噪声污染。
其幅度和频率范围通常比热噪声更大。
产生热噪声的原因热噪声是由于所有的电子物质都存在热运动,这包括晶体管,因此电子将以随机方式移动。
晶体管中的随机运动会产生随机电流,这种电流会导致噪声。
晶体管中的噪声等效电阻称为噪声阻抗,可以衡量许多元件的热噪声产生的程度。
热噪声公式为: Vn² = (4ktBR) ,其中Vn表示热噪声的电压,k是玻尔兹曼常数,T为温度,B为带宽,R为电阻值。
从公式可以看出,温度越高,带宽越大,电阻越小,噪声电压就越大。
产生电噪声的原因电噪声是由于电流在电子元件、电缆和信号电缆中流动,产生的电磁场和磁通引起的。
它也可以是由于信号源驱动电路引起的。
电噪声可以既来自内部又来自外部信号源。
因此,良好的电路布局和信号线配对非常重要,以减小对电路的干扰。
如何应对热噪声和电噪声对电路设计师而言,如何抑制噪声信号对电路的干扰是一个重要的问题。
这里提供一些抑制热噪声和电噪声的方法。
1. 采用低噪声放大器当对我们的电路进行放大时,尽可能在信号链的前端使用低噪声放大器。
这会减小热噪声引入的增益因子,还会减少某些信号级别下的信噪比。
噪声的来源与特点常用资料

0
1 j f f
2
2 0
1 ( f )2
f
式中 f为共基极晶体管截止频率;f 为晶体管工作频率。
显然 是频率的函数。
8.2.2
所以晶体管的分配噪声不是白噪声,它的功率谱密 度随工作频率的变化而变化。频率越高,噪声越大。
四、1 f 噪声[或称闪烁噪声(Flicker Noise)] 1 f 噪声产生的原因目前尚有不同见解。,它与半导
所以
n2
in2 G1 G2
2
4kTB
R1R2 R1 R2
再利用 图8.2.4所 示的电压源 进行计算。
8.2.1
2 n1
在输出端口所产生的噪声电压均方值为 n2
4kTRB
n12
2 n1
R1 R2
2 R22
4kTR1B R1 R2 2
R22
2 n2
在输出端口所产生的噪声电压均方值为
由于晶体三极管的发射结正偏,所以散粒噪声主要 决定于发射极工作电流 Ie ,其噪声电流的均方值为
ie2n 2qIeB
三、分配噪声(Distribution Noise) 分配噪声只出现在晶体三极管内。
分配噪声就是集电极电流随基区载流子复合数量的 变化而变化所引起的噪声。亦即由发射极发出的载流子 分配到基极和集电极的数量随机变化而引起。
1
和
R
并联后,在频带
2
B 内的总均方值噪声电压。
解:先利用电流源进行计算。由于 R 1 和 R 2 是并联的,因此将它
们分别用电流源噪声等效电路表示,如图8.2.3所示。
在频带宽度B内产生的热电流的均方值为
in21 4kTG1B
G1
1 R1
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电阻噪声是如何产生的
电阻噪声可以分为过剩噪声与热噪声,电阻噪声是如何产生的呢,具体内容如下:
一、过剩噪声是如何产生的
电阻在有电流通过的情况下,由于电阻薄膜并不均匀,所以电流就不会均匀的流经电阻的每一个区域,其中必然某一个区域会较为密集,所以会产生过剩噪声。
二、热噪声是如何产生的
电阻的机构以及在电路中的工作状态模式,决定了电阻在通电的的过程中必然会产生热效应,所有的元器件都会发热。
这种热效应表现为,当温度升高时候,电阻中的电导流子会做无规则的热运动,使电流的定向流动产生起伏变化,从而形成了热噪声电流,此噪声电流将通过电阻产生噪声电压,称为电阻的热噪声。
通过以上内容大家是否对电阻噪声有了更深刻的认识呢!友兴达14年可调电容,可调电阻,电位器的研发专业生产经验,研发生产技术精湛。
可调电阻系列产品通过通过ISO9001质量认证和ROHS欧盟环保指令,所有产品均按国际先进标准组织生产。