高频电子第四章干扰与噪声
滤波电路设计去除噪声和干扰的方法与技巧
滤波电路设计去除噪声和干扰的方法与技巧在电子器件和电路设计中，噪声和干扰是普遍存在的问题，它们给数据传输和信号处理带来了不利的影响。
为了解决这一问题，滤波电路被广泛应用于各种电子设备中，以去除噪声和干扰。
本文将介绍滤波电路设计中去除噪声和干扰的一些常用方法与技巧。
一、低通滤波器低通滤波器是一种能够通过只允许低频信号通过而去除高频信号的滤波器。
在滤波电路设计中，低通滤波器常常用来去除高频噪声和干扰。
其中，常用的低通滤波器包括RC低通滤波器和二阶巴特沃斯低通滤波器等。
1. RC低通滤波器RC低通滤波器是最简单的一种低通滤波器，它由一个电阻和一个电容组成。
在设计RC低通滤波器时，可以通过调整电阻和电容的数值来滤除不同频率的噪声和干扰。
一般情况下，较大的电阻和电容值会使得滤波器的截止频率较低，从而去除更高频的噪声和干扰。
2. 二阶巴特沃斯低通滤波器二阶巴特沃斯低通滤波器是一种常用的滤波器设计，它能够提供更陡峭的滚降斜率和更好的抑制高频噪声和干扰的能力。
在设计二阶巴特沃斯低通滤波器时，可以根据需要选择合适的电容和电感数值，并通过合理的电路布局和滤波器阻抗匹配来提高滤波效果。
二、高通滤波器高通滤波器是一种能够通过只允许高频信号通过而去除低频信号的滤波器。
在滤波电路设计中，高通滤波器常常用来去除低频噪声和干扰。
常见的高通滤波器有RC高通滤波器和二阶巴特沃斯高通滤波器等。
1. RC高通滤波器RC高通滤波器与RC低通滤波器相似，只是传输的频率范围相反。
在RC高通滤波器中，较小的电阻和电容值会使得滤波器的截止频率较高，从而去除更低频的噪声和干扰。
因此，在滤波电路设计时，可以根据需要选择合适的数值以满足去除低频噪声和干扰的要求。
2. 二阶巴特沃斯高通滤波器与二阶巴特沃斯低通滤波器类似，二阶巴特沃斯高通滤波器也能够提供更陡峭的滚降斜率和更好的抑制低频噪声和干扰的能力。
通过合理的设计和电路参数的选择，二阶巴特沃斯高通滤波器能够满足更高要求的高频信号滤波。
电子电路中常见的电路噪声问题解析
电子电路中常见的电路噪声问题解析电子设备中的电路噪声问题一直以来都是工程师们在设计和优化电子电路时必须面对的挑战。
电路噪声是指在电子设备中产生的无意识的、随机的、或者非期望的信号，它会影响电路的性能和稳定性。
本文将对电子电路中常见的电路噪声问题进行解析，帮助读者更好地了解和应对这些问题。
一、噪声来源在电子电路中，噪声可以来自多个方面。
以下是一些常见的噪声来源：1. 热噪声：也称为约瑟夫森噪声，是由于电子元件（如电阻）受到温度变化的影响产生的噪声。
2. 互感噪声：由于电子元件之间的互感效应引起的噪声。
3. 混频噪声：当多个频率信号在电路中混合时，会产生混频噪声。
4. 开关噪声：由于电子开关的不完美导致的噪声。
5. 自激噪声：在电路中形成自激振荡时产生的噪声。
二、常见的电路噪声问题1. 热噪声：热噪声是电子设备中常见的一种噪声问题。
在放大器电路中，热噪声会对信号的增益和精度产生负面影响。
为了降低热噪声，可以采用降低电阻温度、增加电阻阻值等措施。
2. 交叉耦合噪声：交叉耦合噪声是电子电路中常见的问题，尤其是在高频电路中更加明显。
交叉耦合噪声是由于不同电路之间互相干扰引起的，例如一个信号线上的噪声会通过电磁感应传递到其他信号线上。
3. 开关噪声：开关噪声是数字电路中常见的问题，特别是CMOS电路。
由于开关器件的非线性特性，会产生开关噪声。
为了降低开关噪声，可以采用滤波器、电源中的抗噪声电容等方法。
4. 振荡噪声：当电子电路中出现自激振荡时，会产生振荡噪声。
振荡噪声会使电路不稳定，影响电路的正常工作。
为了解决这个问题，可以采用增加阻尼、提高负反馈等方法。
三、噪声分析与处理方法在电子电路中，对于不同的噪声问题，我们可以采取不同的分析和处理方法。
以下是一些常见的方法：1. 噪声频谱分析：通过对电子电路中的噪声进行频谱分析，可以确定噪声的频率成分和幅值。
这有助于工程师们找出噪声的来源，进而采取相应的措施降低噪声。
无线噪声和干扰
衰落
（差）2 烦人噪声
（劣）1 话音不可懂
S/N（dB）20源自304050
第6页/共20页
第7.1节、噪声
发射机的噪声及寄生辐射 除了接收机的内部噪声以外，发射机产生的噪声及寄生辐射也会直接 影响到通信质量，尤其是在移动通信系统中，大量移动台发射的含有噪声 的信号势必造成相互之间的干扰，因此必须严格控制发射机产生的噪声及 各种寄生辐射。 发射机的相位噪声：发射机工作时，会存在以载频为中心、分布频率 范围相当宽的噪声，这种噪声称为发射机的相位噪声。它不仅在相邻 的频道内形成干扰．而且会在几MHz的频带内产生影响。 发射机的寄生辐射：目前使用的移动台，为获得较高的频率稳定度， 大多采用晶体振荡器或温补晶体振荡器，然后通过多级倍频器倍频到 所需载频。如果各级倍频器的滤波特性不良，在发射机的输出端便会 产生寄生辐射波，它会干扰正好工作在寄生频率附近的接收机。
邻频干扰是一种来自相邻或相近的频率的干扰，相近频率可以是相 隔一个或几个载频或信道。邻频干扰主要有两个方面：一是由于工作频带 相邻的若干信道的寄生边带功率、宽带噪声、杂散辐射等产生的干扰；二 是移动通信网内一组空间离散的邻近工作信道引入的干扰。
第10页/共20页
第7.3节、邻频干扰
邻频干扰的主要原因： 发信机的边带扩展：发信机边带扩展是指发射信号的频谱超出 了限定的宽度，落到了相邻频道内成为带外辐射干扰。边带扩 展辐射跟系统设计参数及调制器和功率放大器的非线性有关， 主要决定于发信机信道滤波器的带外抑制能力。 发信机的边带噪声：发信机边带噪声存在于发射信号载频的两 侧，而且噪声频谱很宽，可能在几MHz范围内对接收机产生干 扰，成为邻频干扰的一个主要来源。 发信机的杂散辐射：发信机的杂散辐射指的是在有用带宽以外 的某些频率点上的寄生辐射，它包括发信机内部频率源的寄生 辐射和谐波辐射等。非线性器件是产生杂散辐射的重要原因。
第2章《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 （1）并联谐振回路 （2）串联谐振回路
17
第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路 谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
1 jC Zp 1 r jL j C （当 L r 时） L C 1 r j (L ) 谐振条件： C 当回路总电抗 X=0 时，回路呈谐振状态
Q0
L
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
8
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件 主要是：
二极管 晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
9
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声及其特性 2.4 噪声系数和噪声温度
1
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使 用的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用 时的高频特性。
号中心频率fs=10 MHz，回路电容C=50 pF，
试计算所需的线圈电感值。
(1) 若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻
及回路带宽。 (2) 若放大器所需的带宽B0.7=0.5 MHz，则应在回路 上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?
36
第2章 高频电路基础
（2）串联谐振回路 串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路， 其基本特性与并联谐振回路呈对偶关系，通频带、 矩形系数与并联谐振回路相同。 电路组成： 电抗特性：
移动通信中的噪声和干扰
9
3ห้องสมุดไป่ตู้1移动通信中的噪声
– 人为噪声
➢ 属冲击性噪声
✓ 大量冲击噪声混在一起形成连续噪声或连续噪声再叠加冲击 噪声
➢ 频谱较宽，强度随频率升高而下降 ➢ 噪声源的数量和集中程度随地点和时间而异，随机变化，
噪声强度的地点分布可近似按正态分布处理，其标准偏差 σ约为9dB ➢ BS与MS所受影响不同
如基波为50Hz时，2次谐波为100Hz，3次谐波则 是150Hz。
27
3.2互调干扰
设:
Vout = KVin
(1)
线性放大器下，K对于任意大小Vin都是个常数; 实际的放大器中，K 并不是定值常数。
在Vin=0处，式（1）用泰勒展开式展开，得:
(2)
K0为引入直流项，K0+K1Vin为线性增大项;K2 、K3等高次幂项系数非 零时，输出信号就会伴随出现非线性增大失真部分，即常见的所谓
➢ 散弹噪声
✓ 由于载流子（电子）随机通过PN结，单位时间内通过PN结 的载流子数目不一致，表现为通过PN结的正向电流在平均 值上下作不规则起伏变化
6
7
3.1移动通信中的噪声
外部噪声
– 外部噪声分自然噪声和人为噪声 – 自然噪声
➢ 指天电噪声、宇宙噪声和太阳噪声等 天电噪声来源于闪电、大气中的磁暴 等。
也是随机的
34
3.2互调干扰
– 多信道共用系统中的三阶互调
➢ n个等间隔信道间的三阶互调干扰(频率关系)
✓ fx、fi、fj、fk分别为x、i、j、k信道的载频 ✓ 若有两个信道频率满足第一式或三个信道频率满足第二式
内容
– 移动通信中的主要噪声和主要干扰 – 互调干扰、邻道干扰、同频干扰的概念、产生和改
电子电路中常见的电源噪声问题及解决方法
电子电路中常见的电源噪声问题及解决方法在电子电路中，电源噪声是一个常见的问题。
它可能导致信号质量下降，影响电路性能。
因此，理解电源噪声问题并采取相应的解决方法非常重要。
本文将介绍电子电路中常见的电源噪声问题，并提供一些解决方法。
一、电源噪声的定义和分类电源噪声是指在供电电路中存在的不稳定、波动或杂散的电流或电压信号。
根据其频率特性和起源，电源噪声可以分为多种类型。
其中，常见的电源噪声包括以下几种：1. 高频噪声：高频噪声通常源于开关电源、自激振荡电路和数字逻辑电路等。
它的频率范围一般在几十千赫兹到几百兆赫兹之间。
2. 低频噪声：低频噪声通常源于交流电源、电机和电源线等。
它的频率范围一般在几十赫兹以下。
3. 剩余噪声：剩余噪声通常是指除了高频和低频噪声之外的其他噪声成分。
它的频率范围一般在几十赫兹到几千赫兹之间。
二、电源噪声对电子电路的影响电源噪声对电子电路的影响是多方面的。
下面将介绍一些常见的影响：1. 信号干扰：电源噪声可能通过电源线或共享地线传播到其他电路中，导致信号的干扰和失真。
2. 时钟抖动：高频噪声可能导致时钟信号的抖动，进而影响电路的稳定性和性能。
3. 灵敏度降低：电源噪声可能使电子元器件的灵敏度下降，导致电路性能的降低。
4. 测量误差：电源噪声可能影响测量仪器的准确性，导致测量结果的误差。
三、解决电源噪声的方法为了解决电源噪声问题，可以采取以下几种方法：1. 滤波器：在电源电路中添加合适的滤波器可以降低电源噪声。
滤波器可以根据需要选择不同的类型，如低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
2. 电源隔离：通过使用电源隔离器，可以有效地隔离电源噪声，防止它传播到其他电路中。
3. 稳压器：稳压器可以提供稳定的电压输出，并减小电源噪声的影响。
在设计电路时，可以选择合适的稳压器来保证电源的稳定性。
4. 接地和布线：合理的接地和布线可以减少电源噪声的传播和干扰。
应尽量避免共享地线和信号线之间的干扰，以及与高频电路和低频电路之间的相互干扰。
开关电源干扰(差模噪声与共模噪声)问题
开关电源干扰（差模噪声与共模噪声）问题1、干扰是如何产生的差模噪声：主要由开关变换器的脉动电流引起。
共模噪声：主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起；共模电流包括连线到接地面的位移电流，开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的分布电容对地形成的噪声电流。
整流电路：整流电路一般采用不控整流方式，后接大容量滤波电容，电容的接入往往导致整流二极管导通角变小，而引起输入侧的交流电流波形产生畸变。
开关管及整流管：高频率的开关，在微妙量级时间内产品射频能量，是噪声主要来源，通过辐射或传导方式释放。
分布电容：电路、PCB、散热器等之间在高频开关的突然充放电影响之下，分布电容被激活，这也是噪声的重要来源。
变压器：变压器的分布电容，也会产生噪声。
2、干扰造成的影响噪声会通过传导、辐射、耦合等方式对外传播高频噪声会对设备本身电子器件造成影响，导致电路工作异常，降低器件使用寿命；噪声会对与之临近的设备产生影响，导致临近设备工作紊乱；噪声会通过传导进入电网，影响挂接在电网上的其他设备。
3、干扰如何去除[1]1）电网到设备之间，加装线性滤波器L1、L2、C1组成差模滤波电路，C1为X电容（安规电容）；L3、C2、C3组成共模滤波电路，L3为共模电感，C2、C3为Y电容（安规电容）。
2）为开关器件添加RC吸收电路3）接地，接地线尽量短粗，减小接地电阻，辐射可以加屏蔽罩a适合低要求场合；b适合有公共线路阻抗引起噪声的低频场合；c适合于存在共模噪声的高频场合4）电阻电阻选择金属膜电阻（RJ），不用碳膜电阻（RT），RT发热量会随着工作频率升高而急剧增加，会造成器件过热甚至导致器件烧毁。
5）滤波电容选择电容要看他的阻抗-频率特性，一般铝电解电容工作在10K以上时，其阻抗特性会呈现出感性，这是我们不希望发生的。
所以，高频电路要选择特定的滤波电容：回端电容；多芯电容；叠片电容；复合电容：将一个大电容和一个小的瓷片电容并联使用，可获得较好的高频特性，但最高一般可用到1MHZ，再高就无法抑制了。
高频电子线路噪声系数定义
噪声系数与输入噪声功率 Ｎｉ 有关。如果不给 Ｎｉ 以明确的规定，则噪声系数就 没有意义。为此，在噪声 系数 的定 义 中，规定 Ｎｉ 为信 号 源内 阻 ＲＳ 的 最大 输 出功率。表示为电压源的噪 声电压 均方 值为 ４ｋＴＢＲ， 输出 的 最大 功率 为 ｋＴＢ，
与 ＲＳ 大小无关。并规定 ＲＳ 的温度为２９０Ｋ， 此温度称 为标准 噪声温度。 需要 说明的是，Ｎｉ 并不一定是实 际输 入线 性系 统的 噪 声功 率，只 是在 输入 端匹 配 时才相等。
时，就应考虑最佳的阻抗关系 （噪声匹配）。
（４）噪声系数的定义只适用于线性或准 线性电路。 对于非 线性电路， 由于
信号与噪声、噪声与噪声之间的相 互作 用，将会 使输 出端 的信噪 比更 加恶化，
一 、噪声系 数
在一些部件和系统中，噪声对它们性能的影响主要表现在信号与噪声的相
对大小，即信号噪声功率比上。就以收音机和电视机来说，若输出端的信噪比
越大，声音就越清楚，图像就越清晰。因此，希望有这样的电路和系统，当有
用信号和输入端的噪声通过它们时，此系统不引入附加的噪声。这意味着输出
端与输入端具有相同的信噪比。实 际上， 由于电 路或 系统 内部总 有附 加噪声，
量，有必要在定义的基础上加以说明和澄清。
（１） 已知噪声功率是与带 宽 Ｂ 相 联系 的。 对于 白 噪声， 噪声 功 率 与带 宽
Ｂ成正比。但是线性系统 一般是 有频 响的 系统，ＫＰ 随频率 变化， 而电 路内 部 的附加噪声 Ｎａ，一般情况并不是白噪声，其输 出噪声功 率并不 与带 宽 Ｂ 成正 比。为了不使噪声系数依赖于指定的带宽，最好用一规定的窄频带内的噪声功
信噪比不 可能 不 变。希 望 输 出端 信 噪 比 的 下降
第四章 高频小信号放大器(高频电子技术)
高频电子技术第四章 高频小信号放大器§4.1 概述低频放大器：工作频率较低，但带宽较宽；高频放大器：工作频率很高（中心频率在几百千赫至几百兆赫以上），但带宽很窄。
故高频放大器一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。
(1)谐振放大器：采用谐振回路（串、并联或耦合回路）作负载的放大器。
它又分为调谐放大器（高频放大器）和频带放大器（中频放大器）。
(2)非调谐放大器：由滤波器和阻容放大器组成的各种窄带、宽带放大器。
高频小信号放大器的主要质量指标：(1)增益：放大器输出电压与输入电压之比；(2)通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍（2/1）时对应的频率范围：3db 带宽； 放大器的电压增益下降到最大值的0.5倍（2/1）时对应的频率范围：6db 带宽； (3)选择性：抑制干扰的能力。
(4)工作稳定性：电路元件参数发生改变时放大器的稳定程度。
(5)噪声系数：噪声系数＝输入端信噪比/输出端信噪比，如放大器内部噪声接近于零，则噪声系数接近于1，说明放大器本身引入的噪声很小。
§4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路的两种形式：形式等效电路和物理模拟等效电路。
形式等效电路：将晶体管等效为有源线性四端网络。
优点：分析电路方便，具有普遍意义；缺点：网络参数与频率有关。
物理模拟等效电路：用RLC 元件表示晶体管内部的复杂关系，即每一元件与晶体管内发生的某种物理过程有明显的关系，用这种物理模拟的方法得到的物理等效电路就是混合π等效电路。
优点：各个元件在很宽的频率范围内保持常数；缺点：分析电路不够方便。
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（P91） 一、双口网络压控型伏安关系V AR （y 参数）：1V 2端口1和端口2都外接电压源。
端口电流1I 的表示式：sc1212111111211y y )1N ()1()1(I V V I I IV V I ++='''+''+'=++=产生的电流口中所有独立源作用在端只由网络产生的电流单独作用在端口电压源产生的电流单独作用在端口电压源端口电流2I 的表示式： sc21212222y y I V V I ++=其中，0,0111112===sc I V V I y 为端口1（输出）短路策动点（输入）导纳；i y,0211211===sc IV V I y 为端口1（输入）短路反向转移导纳；r y0,0122122===sc I VV I y 为端口2（输出）短路正向转移导纳；f y,0222221===sc IV V I y 为端口2（输入）短路策动点（输出）导纳；o y0,01sc121===V V I I 为两端短路时端口1的短路电流； 0,02sc221===V V I I 为两端短路时端口2的短路电流；写成矩阵形式：sc I V Y I +=，即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21212221121121sc sc I I V V y y y y I I一个双口网络可以用短路导纳矩阵Y 和短路电流向量scI 来表征，矩阵Y 中的各元素称为y 参数。
第四讲 电子噪声
2 78
用同样的方法可推出多级级联网络的噪声系数的公式为
NF 2 1 NF 2 1 N F N F1 K Pm1 K Pm1K Pm2
2 79
结论： 当网络的额定功率增益远大于1时, 系统的总
将线性电路的内部附加噪声折算到输入端, 此附加 噪声可以用提高信号源内阻上的温度来等效 , 这就是 “噪声温度”。 由式(2-62), 等效到输入端的附加噪声 为Na/KP, 令增加的温度为Te, 即噪声温度, 可得
Na kTe B Kp
2 67
这样, 式(2-62)可重写为
NF 1 kTe B kT B T 1 e 1 e Ni kT B T
RL
(b)
图 2-37 无源四端网络的噪声系数
p GS IS L C G
图 2-38 抽头回路的噪声系数
将信号源电导等效到回路两端, 为p2GS, 等效到回 路两端的信号源电流为pIS，输出端匹配时的最大输出 功率为
p 2 I s2 Pmo 4(G p 2 Gs )
输入端信号源的最大输出功率为
3. 场效应管的噪声
场效应管是依靠电子在沟道中漂移运动而工作的，沟道 中电子的不规则热运动会在场效应管漏极电流中产生类似 电阻的热噪声，称为沟道热噪声，这是场效应管的主要噪 声。其次便是场效应管漏极电流产生的散弹噪声。在高频 场合下，同样可以忽略场效应管的闪烁噪声。
沟道热噪声的电流功率谱密度为 2 (2-48) SI f 4kT gm 3 式中，gm为场效应管的跨导。散弹噪声的电流功率谱密度为
NF No N K 0 P Ni K p Ni KP Na KP 1 Ni
2 62
2 63
高频电子线路第4章-正弦波振荡器
，
满
足
相
位 U
平
ce
衡
条件
，
I
I
UUi f
23
3、起振条件 (A0F 1)
分析起振条件时可以利用高 频小信号放大器的分析法。
C1
g
' 0
（1）
C1 Coe , C2
p12 g0 p1
电压增益
CC1' 2CC2'ie C2'
,
A0
Uc Ui
y fe g
g goe gL g0' p2 gie
C1、C2、L构成振荡回路
反馈信号取自C2两端
c b
C1
e
C2
电容三点 L 式振荡器
直流通路
交流等效电路
22
2、相位平衡条件
用矢量法分析其交流通路是否 满足相位平衡条件，即分析电路 是否为正反馈。
U f
I •
1
jC2
I •
1 j
C2
U+ce
U+ i
-
-
U- f
+
可 可
见U f、U 能振荡
同
i
相
3○ 5⊕ 4○
1⊕ 2○ (f)经判断满足相位平衡条件，故 可能振荡，为共射调基型互感耦 合振荡器。
34
例2 考毕兹电路见图，已知C1 100pF,C2 300pF,
L 50uH,求（: 1）振荡频率f0, (2)为维持振荡，
放大器所需的最小放大倍数Amin
解：(1) f0
2
1 L C1C2
bc e
结论：射同集（基）反
(3) 对于振荡频率，应满足：
电路基础原理理解电路中的噪声与干扰
电路基础原理理解电路中的噪声与干扰电路基础原理：理解电路中的噪声与干扰电路是现代社会中不可或缺的一部分，我们几乎无时无刻不依赖于电路来完成各种任务。
然而，在电路设计和工作过程中，我们常常面临噪声与干扰的问题。
这些电路中的干扰信号会导致信号失真、降低电路性能，甚至使电路无法正常工作。
因此，理解电路中的噪声与干扰对于优化电路性能至关重要。
噪声信号是电路中的一种随机信号，它包含了各种频率和振幅的成分。
噪声信号从根本上来说是不可预测和随机的，是由各种电子器件中的热运动引起的。
噪声信号可以分为两类：热噪声和分布噪声。
热噪声是由于电子器件内部原子和电子的热运动引起的。
所有的电子元件都会发生热噪声，但导体（如电阻）是热噪声最强的地方。
热噪声的强度与温度成正比，与电阻值和带宽成反比。
当电阻值增加或带宽减少时，热噪声的强度会增加。
分布噪声是由于电子器件内部结构的不完美引起的。
比如，晶体管中的不均匀性、电容器中的不均匀性等都会产生分布噪声。
这种噪声是不可避免的，但可以通过合理的设计和制造来减小。
除了噪声信号，电路中还存在一种干扰信号，即外部干扰。
外部干扰是来自外部环境的电磁干扰信号，比如电源线上的高频干扰、邻近电路的电磁辐射等。
这些干扰信号会通过电路的导线、电感、电容等元件进入电路中，干扰电路正常工作。
为了减小噪声与干扰对电路的影响，我们可以采取一系列的设计和控制措施。
首先，选择合适的电子器件对于减小噪声很关键。
例如，在放大器中，可以选择低噪声的晶体管。
其次，合理设计和布局电路板，减少各种元件之间的干扰。
例如，电源线和信号线要分开布线，减少共模干扰。
再次，可以采用屏蔽技术来减小噪声和干扰。
例如，在高频电路中，可以使用金属屏蔽罩来屏蔽外部干扰。
此外，还可以采用滤波器、隔离器等元件来滤除噪声与干扰信号。
然而，我们需要清楚地认识到，完全消除噪声与干扰是很难的。
在实际电路设计中，我们通常是在噪声与干扰的影响下尽量优化电路性能。
电子工程高频电路设计中的信号干扰与抑制
电子工程高频电路设计中的信号干扰与抑制在电子工程高频电路设计中，信号干扰是一个不可忽视的问题。
随着高频技术的快速发展，信号干扰对电子设备的正常工作产生了越来越大的影响。
因此，了解信号干扰的产生原因和抑制方法对于高频电路设计者来说至关重要。
一、信号干扰的产生原因信号干扰是指在电子设备中，由于电磁波的传播和相互作用，导致设备接收到不相关的电信号而产生的电压、电流的变化。
信号干扰主要有以下几个原因：1.电磁波辐射干扰：当电子设备工作时，会产生辐射电磁波，这些电磁波会干扰其他设备的正常工作。
2.电磁波传导干扰：电磁波可以通过导线、电缆等传导到其他设备中，从而导致信号干扰。
3.互调干扰：不同频率的信号在设备中相互调制，产生了新的频率信号，这些频率信号可能与其他设备中的信号发生干扰。
4.信号耦合干扰：当不同信号在电子设备内部传输时，由于电路的互连导致信号互相干扰。
二、信号干扰的抑制方法为了减少信号干扰对电子设备的影响，设计者需要采取一些方法来进行干扰的抑制。
以下是一些常用的抑制方法：1.屏蔽：对于辐射干扰，可以采用屏蔽材料或屏蔽罩来将辐射电磁波隔离，减少干扰对其他设备的影响。
2.滤波：通过在电路中加入滤波电路，可以滤除掉不需要的频率信号，减少干扰的发生。
3.接地：良好的接地系统可以降低电磁波的辐射和传导，减少信号干扰的发生。
4.隔离：对于互调干扰、信号耦合干扰等问题，可以采用隔离技术来减少干扰的传播路径。
5.布线规划：合理的布线规划可以降低信号耦合干扰的可能性，减少干扰对电子设备的影响。
6.使用抑制器件：在设计电路时，可以选择一些特殊的元件来抑制信号干扰，如使用抑制器、电磁屏蔽罩等。
三、信号干扰与抑制的案例分析下面我们以手机通信电路设计中的信号干扰与抑制为例进行分析。
在手机通信电路设计中，信号干扰是一个常见且严重的问题。
手机电路中包含了众多的模拟信号和数字信号，这些信号之间相互传输，很容易引起信号干扰。
为了抑制信号干扰，手机电路设计者需要充分考虑以下几个因素：1.电源管理：手机电路中的模拟信号和数字信号需要稳定的电源供应，因此电源管理电路的设计十分重要。
开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法
开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法开关电源是现代电子应用中常见的一种电源形式，其工作原理是通过开关管开关控制输入电压的大小和频率以实现电压转换。
但是，开关电源在工作过程中会产生电磁干扰和噪声，对其他电子设备的正常工作产生影响。
因此，为了抑制开关电源的电磁干扰和噪声，在设计和使用开关电源时需要采取一些措施。
首先，开关电源产生的电磁干扰主要包括导向式干扰和辐射式干扰。
导向式干扰是指开关电源通过引线或线路对周围设备产生的电磁干扰，辐射式干扰是指开关电源通过电磁波辐射对周围设备产生的干扰。
对于导向式干扰，可以采取以下措施进行抑制：1.滤波器：在开关电源的输入和输出端加装滤波器，用于滤除高频噪声和电磁干扰。
常用的滤波器有LC滤波器、RC滤波器和Pi型滤波器等。
2.输入电源线路的处理：尽量缩短输入电源线路的长度，采用屏蔽线材，减小电磁干扰的传播路径。
同时，在输入电源线上添加额外的滤波电容和电感，抑制高频噪声。
3.地线处理：通过合理布置地线，减小接地电阻，提高地线的抗干扰能力。
将开关电源的地线与其他设备的接地点连接，共用同一个地线。
对于辐射式干扰，可以采取以下措施进行抑制：1.屏蔽：在开关电源的外壳上添加金属屏蔽罩，减少电磁辐射。
金属屏蔽罩应与开关电源的地线连接，以形成完整的屏蔽。
2.PCB设计：在开关电源的PCB板设计中，合理布局信号和电源线路，减小线路的长度。
同时，采用地平面和电源平面屏蔽，减少信号线和电源线的交叉和干扰。
3.使用低频率开关管：低频率工作的开关管辐射干扰较小，可以有效降低开关电源的电磁辐射干扰。
此外1.选择合适的元器件：选用带有防干扰措施的元器件，如具有抗干扰特性的电解电容和电感器件，减小干扰的产生和传播。
2.电源输出滤波：在开关电源的输出端添加滤波电容和电感，减小输出电压的纹波和噪声。
3.接地处理：通过合理的接地设计和连接方式，减小接地电阻，提高接地抗干扰能力。
4.EMI滤波器：在开关电源的输入端和输出端加装EMI滤波器，进一步滤除高频噪声和电磁干扰。
大学_《高频电子电路》(王卫东版)课后答案下载
《高频电子电路》(王卫东版)课后答案下载《高频电子电路》(王卫东版)内容简介绪论0.1通信系统的组成0.2发射机和接收机的组成0.3本书的研究对象和任务第1章高频小信号谐振放大器1.1LC选频网络1.1.1选频网络的基本特性1.1.2LC选频回路1.1.3LC阻抗变换网络__1.1.4双耦合谐振回路及其选频特性1.2高频小信号调谐放大器1.2.1晶体管的高频小信号等效模型1.2.2高频小信号调谐放大器1.2.3多级单调谐放大器__1.2.4双调谐回路谐振放大器__1.2.5参差调谐放大器1.2.6谐振放大器的稳定性1.3集中选频放大器1.3.1集中选频滤波器1.3.2集成宽带放大器1.3.3集成选频放大器的应用1.4电噪声1.4.1电阻热噪声1.4.2晶体三极管噪声1.4.3场效应管噪声1.4.4噪声系数__小结习题1第2章高频功率放大器2.1概述2.2高频功率放大器的工作原理 2.2.1工作原理分析2.2.2功率和效率分析2.2.3D类和E类功率放大器简介 2.2.4丙类倍频器2.3高频功率放大器的动态分析----------DL2.FBD2.3.1高频功率放大器的动态特性 2.3.2高频功率放大器的负载特性2.3.3高频功率放大器的调制特性2.3.4高频功率放大器的放大特性2.3.5高频功率放大器的调谐特性2.3.6高频功放的高频效应2.4高频功率放大器的实用电路2.4.1直流馈电电路2.4.2滤波匹配网络2.4.3高频谐振功率放大器设计举例2.5集成高频功率放大电路简介2.6宽带高频功率放大器与功率合成电路2.6.1宽带高频功率放大器2.6.2功率合成电路__小结习题2第3章正弦波振荡器3.1概述3.2反馈型自激振荡器的工作原理 3.2.1产生振荡的基本原理3.2.2反馈振荡器的振荡条件3.2.3反馈振荡电路的判断3.3LC正弦波振荡电路3.3.1互感耦合LC振荡电路3.3.2三点式LC振荡电路3.4振荡器的频率稳定度3.4.1频率稳定度的定义3.4.2振荡器的稳频原理3.4.3振荡器的稳频措施3.5晶体振荡器3.5.1石英晶体谐振器概述3.5.2晶体振荡器电路3.6集成电路振荡器3.6.1差分对管振荡电路3.6.2单片集成振荡电路E16483.6.3运放振荡器3.6.4集成宽带高频正弦波振荡电路3.7压控振荡器3.7.1变容二极管3.7.2变容二极管压控振荡器3.7.3晶体压控振荡器__3.8RC振荡器3.8.1RC移相振荡器3.8.2文氏电桥振荡器__3.9负阻振荡器3.9.1负阻器件的基本特性----------DL3.FBD3.9.2负阻振荡电路 3.10振荡器中的几种现象3.10.1间歇振荡3.10.2频率拖曳现象3.10.3振荡器的频率占据现象3.10.4寄生振荡__小结习题3第4章频率变换电路基础4.1概述4.2非线性元器件的特性描述4.2.1非线性元器件的基本特性4.2.2非线性电路的工程分析方法4.3模拟相乘器及基本单元电路4.3.1模拟相乘器的基本概念4.3.2模拟相乘器的基本单元电路4.4单片集成模拟乘法器及其典型应用 4.4.1MC1496/MC1596及其应用4.4.2BG314(MC1495/MC1595)及其应用 4.4.3第二代、第三代集成模拟乘法器 __小结习题4第5章振幅调制、解调及混频5.1概述5.2振幅调制原理及特性5.2.1标准振幅调制信号分析5.2.2双边带调幅信号5.2.3单边带信号5.2.4AM残留边带调幅5.3振幅调制电路5.3.1低电平调幅电路5.3.2高电平调幅电路5.4调幅信号的解调5.4.1调幅波解调的方法5.4.2二极管大信号包络检波器5.4.3同步检波----------DL4.FBD5.5混频器原理及电路 5.5.1混频器原理5.5.2混频器主要性能指标5.5.3实用混频电路5.5.4混频器的干扰5.6AM发射机与接收机5.6.1AM发射机5.6.2AM接收机5.6.3TA7641BP单片AM收音机集成电路 __小结习题5第6章角度调制与解调6.1概述6.2调角信号的分析6.2.1瞬时频率和瞬时相位6.2.2调角信号的分析与特点6.2.3调角信号的频谱与带宽6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法6.3.2压控振荡器直接调频电路6.3.3变容二极管直接调频电路6.3.4晶体振荡器直接调频电路6.3.5间接调频电路6.4调频波的解调原理及电路6.4.1鉴频方法及其实现模型6.4.2振幅鉴频器6.4.3相位鉴频器6.4.4比例鉴频器6.4.5移相乘积鉴频器6.4.6脉冲计数式鉴频器6.5调频制的`抗干扰性及特殊电路6.5.1调频制中的干扰及噪声6.5.2调频信号解调的门限效应6.5.3预加重电路与去加重电路6.5.4静噪声电路6.6FM发射机与接收机6.6.1调频发射机的组成6.6.2集成调频发射机6.6.3调频接收机的组成6.6.4集成调频接收机__小结习题6----------DL5.FBD第7章反馈控制电路 7.1概述7.2反馈控制电路的基本原理与分析方法 7.2.1基本工作原理7.2.2数学模型7.2.3基本特性分析7.3自动增益控制电路7.3.1AGC电路的工作原理7.3.2可控增益放大器7.3.3实用AGC电路7.4自动频率控制电路7.4.1AFC电路的组成和基本特性7.4.2AFC电路的应用举例7.5锁相环路7.5.1锁相环路的基本工作原理7.5.2锁相环路的基本应用7.6单片集成锁相环电路简介与应用 7.6.1NE5627.6.2NE562的应用实例__小结习题7第8章数字调制与解调8.1概述8.2二进制振幅键控8.2.12ASK调制原理8.2.22ASK信号的解调原理8.3二进制频率键控8.3.12FSK调制原理8.3.22FSK解调原理8.4二进制相移键控8.4.12PSK调制原理8.4.22PSK解调原理8.5二进制差分相移键控8.5.12DPSK调制原理8.5.22DPSK解调原理__小结习题8第9章软件无线电基础9.1概述9.2软件无线电的关键技术 9.3软件无线电的体系结构 9.4软件无线电的应用__小结习题9附录A余弦脉冲分解系数表部分习题答案参考文献《高频电子电路》(王卫东版)图书目录本书为普通高等教育“十二五”、“十一五”国家级规划教材。
高频电子线路-电噪声
屏蔽罩
屏蔽罩 电路 干 扰 源 C1
C2 电路
（a）
（b）
内部噪声(电噪声)
内部噪声分为人为噪声和固有噪声两类。
固有噪声是一种起伏型噪声，它存在于所有的电子线路 中， 主要有电阻热噪声、 晶体管噪声和场效应管噪声三种
一、电阻热噪声
产生机理：是由电阻内部自由电子的热运动产生的
在运动中自由电子经常相互碰撞 , 其运动速度的大小和方
这种在整个无线电频段内具有均匀频谱的起伏噪声称为白噪声。
功率谱密度定义是：单位频带内噪声电压（或电流）的 均方值。 阻值为Ｒ的电阻产生的噪声电流功率频谱密度和噪声电压 功率频谱密度分别为： 噪声电流功率频谱密度： 噪声电压功率频谱密度：
4kT S1 ( f ) R SU ( f ) 4kTR k 1.38 10
Ps SNR 10lg (dB) Pn
Ｐs、Ｐn分别为信号功率与噪声功率。
(4)
１. 噪声系数定义 实际放大器输出信噪比总是小于输入信噪比。 NF定义： 输入信噪比与输出信噪比的比值,
Psi / Pni NF Pso / Pno
如果用分贝数表示, 则写成 可以看出：
(5)
上述定义可推广到所有线性四端网络。
外部干扰
一、外部干扰的来源
外部干扰分为自然干扰和人为干扰。自然干扰是大 气中的各种扰动。人为干扰是各种电器设备和电子设备 产生的干扰。
二、消除外部干扰的方法
1、电源干扰的抑制方法 供电电源因滤波不良所产生的100Hz纹波干扰是主要的电 源干扰，电源内阻产生的寄生耦合干扰也是主要的电源干扰。 对于高增益的小信号放大器，寄生耦合有时可能造成放大器自 激振荡。解决100Hz电源干扰和寄生耦合的方法是对每个电路 的供电电源单独进行一次RC滤波，叫做RC去耦电路，如果电 路的工作频率较高，而供电电流又比较大，则可以用电感代替 电阻，构成LC去耦电路，电感L称为扼流圈。因为大容量的电 解电容都存在串联寄生电感，在高频时寄生电感的感抗会很大， 使电容失去滤波的作用，所以电路中都并联一小容量的电容， 就可消去寄生电感的影响。
高频信号干扰
高频信号干扰问：我听说射频(RF)信号能使低频电路产生奇怪现象。
这究竟是怎么回事?答：我有一次去法国，因为ADI公司的压频转换器(VFC)AD654发生“精度不合格”问题。
在我的实验室测量这个有问题的器件发现该器件性能稳定并且符合技术指标要求，但是当我返回用户那里进行测试则不能重复我的测试结果。
正当我想到事件发生的现场去考察以证实我的怀疑的时候，我发现该用户所在城市有一家名叫“La Cognette”饭店有三个卫星通信天线。
这个问题我没有轻易放下，对用户进行考察感到更加有必要。
在英格兰认真考察在 Bo eing 风洞测试数据偏差的Herman Gelbach，答应过来帮助我，并认为这是一个很有趣的技术问题(但是在他决定帮助我之前，我注意到他认真地调查了有关卫星通信天线的情况)。
从英格兰南部的Newbury城ADI公司的办事处出发驱车到法国的中心，开车用6个小时，汽车轮渡英吉利海峡用 6个小时，并且从左侧通行改为右侧通行。
不管怎样，开车比乘飞机好，因为汽车能带较多的测试设备(和便携式移动电台以及两个移动电话)。
当我们考察用户的工作环境时，我们来回穿越巨大的短波发射天线。
我们开始猜测问题可能出在这里，然后当我们进入实验室时，我携带一个2米波段手持对讲机放在衣服口袋里。
当用户报告时，AD654确实性能不稳定，VFC的输出频率在几分钟时间内其等效电压偏移可达几十毫伏(mV)。
我把手冷静地插入口袋里，并且按下我的对讲机的发射按钮，此时输出频率的等效值电压跳到150 mV，从而验证了高频干扰带来的问题。
后来比较正式的测试结果表明当地(法国海外广播电台)发射机在我们用户工作范围内产生的高频场强每米为几十或几百毫伏(mV/m)。
由此可见，精密测量电路中的许多不稳定问题都可以归结到高频干扰，除非音响系统不接受附近广播电台播放很强的摇滚音乐。
用户忽视了这种不稳定的干扰源并且责备放大器或数据转换器生产厂家，这是很正常的。
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s( f )df
0
1 1013 1014 Hz
式中s(f)称为噪声功率谱密度，单位为W/Hz。
5、白噪声
起伏噪声的频谱在极宽的频带内具有均匀功率谱 密度，因此，起伏噪声也称为白噪声。把在有效频带 内功率谱分布不均匀的噪声称为有色噪声。 白噪声仅指在某一频率范围内S(f)保持常数。白噪声 通过一频带有限的系统后，将变成有色噪声。
傅里叶变换：
f (t) 1 F ()e jtd F() f (t)e jtdt | F() | e j()
2
F() 为 振 幅 的 频 谱 密 度 ， φ() 为 初 始 相位。
F() f(t)
1
τ
0 -τ/2 τ/2
-1/T 0 1/T 2/T
一个脉冲宽度为τ、振幅为1的单位脉冲， 我们可求其振幅频谱密度为：
功率谱密度是将噪声电压加到1Ω电阻上， 电阻内损耗的平均功率即为不同频率的 振幅频率平方在1Ω电阻内消耗功率的总 和。
由于单个脉冲的振幅频谱是均等的，则 其功率谱也是均等的，由各个脉冲功率 频谱叠加而得到的整个噪声电压的功率 频谱也是均等的。因此常用功率谱来说 明起伏噪声电压的频率特性。
vn2 (t)
事实上，由于 f <<a ，
常简化右下式为：
Wv ( f ) 4kTR Nhomakorabeaf
Wi(f)
f
H()
Wo(f)
Wo ( f ) | H ( jf ) | Wv ( f )
◆白噪声：电阻器单位频带噪声功率在很宽的频率范围 内均为一恒定值4kTR，类比光学中的白色光功率谱在 可见光频段内均匀分布的特点，命名这种噪声为“白 噪声”。
◆电阻热噪声电流/电压可被视为是一个平稳随机过程
◆电阻热噪声的功率谱密度Wv(f)，单位是W/Hz。
4kTR Wv ( f ) 1 ( f )2
其中：T为绝对温度 T(K)=T(c)+273º
k=1.38×10-23J/K
Wi(f)
H()
Wo(f)
◆上式，α＝1013~1014为自由
电子每秒钟的碰撞次数。
vn2
lim 1 T T
T 0
vn2
(t
)dt
p 1 T
T 0
vn2 (t )dt
vn2
lim T
p
1 lim
T T
T 0
vn2
(t )dt
若以S(f)df表示频率在f与f+df之间的平均功率，则总
的功率和为
p 0 s( f )df
vn2
lim
T
1 T
T 0
vn2 (t)dt
4.2-2电阻的热噪声
电阻内的带电微粒在电阻内部作无规则的运动 形成了无规则的电流。在一足够长的时间内， 电流的平均值等于零，而瞬时值在平均值上下 波动，称为起伏电流。
vn(t)
0
t
1、电阻热噪声的主要特性
噪声电流(或电压)表现为一随机的电振动 ，幅度是正态 分布的 。
噪声的计量：
◆在一个相当长的观测时间内，噪声电流(或电压)的平均
1、起伏噪声电压的平均值
vn
lim 1 T T
T
0 vn (t)dt
vn (t) 为噪声电压。 vn 为平均值，代表一直流分 量，它只能是一个长时间内的平均值。
2、起伏噪声电压的均方值(方差)
Δ vn (t)＝ vn (t) － vn
vn2
(t)
[vn
(t)
vn
]2
lim
T
1 T
T 0
[vn
(t
)]2
dt
lim
T
1 T
T 0
[vn
(t)
vn
]2
dt
vn2
其中 vn 代表直流分量，不表示噪声的起伏强度。
起伏噪声电压的均方值(方差)
vn2
1 lim T T
T 0
vn2
(t
)dt
其中 vn2 表示起伏噪声电压的均方值，它代表功率
的大小。均方根值则表示起伏噪声电压交流分量的有 效值，通常用它与信号电压的大小作比较。
4、设备内部噪声一般为随机噪声－－只能用概率分布
或功率谱函数表示。
§4.2 内部噪声的特点与来源
内部噪声主要由电阻、谐振电路和晶体管内部所具有的 带电微粒无规则运动所产生的。
这种无规则的运动具有起伏噪声的性质，是一种随机过 程。它不能用某一确定的时间函数来描述，但却遵循 某一确定的统计规律，可以利用其本身的概率分布特 性来描述它的特性。
第四章 干扰与噪声
4.1概述 4.2内部噪声特点和来源 4.3噪声的表示和计算方法
§ 4.1 概述
1、干扰与噪声：广义上讲指干扰有用信号的某种不期 望的扰动。通常将外部来的干扰称干扰，设备内部产 生的干扰为噪声。
来自系统外部的干扰：如宇宙干扰，天电干扰、 工业干扰、无线电 干扰等；
由设备本身产生的噪声：如接收机前级的放大器、 电阻和电缆产生的热噪声，晶体管或场效应管产生的 散粒噪声等。
F()
f (t)e jtdt
2 2
e
jt dt
1
j
e
jt
2
2
j
e2
j
e 2
j
2 j sin(
2
)
Sa(
)
sin(
f)
sin(
T
)
f
j
2
ccc
f T f
上式表明，单个噪声脉冲电压的振幅频
谱密度|F()|在整个无线电频率范围内可 看成是均等的。
4、起伏噪声的功率谱
值趋于零。 ◆噪声功率Pn则趋于一有限值。
Pn
1 T
T 0
vn2
(t
)d
t
◆噪声功率也用噪声电压方均值vn2 表示。(单位电阻)
vn2
lim
T
1 T
T 0
vn2
(t
)dt
◆自由电子的无规则热运动。
◆自由电子与晶格碰撞，产生 持续时间τ＝10－13~10－ 14s的电脉冲。
◆电阻热噪声是无数个电脉冲叠加的结果。
2、干扰与噪声影响电子设备性能
如通信系统的传输信号的能力，特别是处理弱信号的 能力(接收机灵敏度)；仪器设备的准确性(频率、幅度) 等。
3、干扰与噪声各种不同的表现形态：
电干扰、工业电火花干扰表现为一种电冲击幅度很强的 窄脉冲系列。来自邻近设备或信道的干扰，表现为正 弦波振荡或其它形式的连续电振荡或脉冲振荡。随机 噪声表现为不规则的电扰动，这种电扰动的幅度不是 很大，但占有的频率范围很宽。
3非周期噪声电压的频谱
起伏噪声是由电阻、晶体管等所具有的带电微粒无规 则运动产生的。这些带电微粒质量很小，运动速度极高。 它所产生的噪声可以看作是持续时间极短(τ＝10－13~10－ 14s)的脉冲叠加的结果，我们可以求得起伏噪声的频谱。
我们先求单个脉冲信号的频谱。 一个非周期信号只要满足狄义赫利条件，而且在区间(－∞， ＋∞)的积分是有限的，就可以用傅里叶积分表示。 意义是：一个非周期性的电压可以看成是无穷多个频率不 同、振幅无穷小的正统弦波电压的总和。