模拟电路的噪声来源和消除
电子设计中常见的模拟信号干扰问题
电子设计中常见的模拟信号干扰问题在电子设计中，模拟信号干扰是一个常见且需要重视的问题。
模拟信号干扰可以导致系统性能下降甚至故障，因此在设计阶段需要充分考虑和预防各种干扰因素。
首先，我们需要了解模拟信号干扰的来源。
模拟信号干扰主要来自3个方面：电磁干扰、接地干扰和信号源本身。
电磁干扰包括来自电源线、开关电源、通信线路、射频设备等的干扰；接地干扰则是因为接地不良、接地回路共享等问题导致的干扰；信号源本身的不稳定或噪声也会对模拟信号产生干扰。
针对电磁干扰，我们可以通过良好的电磁兼容设计来减少干扰。
首先，在PCB 板设计中，要注意信号线和电源线的布局，尽量减少回路面积，降低信号回路的环路，减少干扰。
其次，在电路设计中，可以采用滤波器、抑制器等组件来抑制电磁干扰，提高系统的抗干扰能力。
此外，良好的地线设计也是减少接地干扰的关键，要保证各个模块的接地处于相同电位，减少共模电压。
对于信号源本身的干扰，我们可以在信号源前增加滤波电路或使用低噪声元件来减少干扰。
同时，合理选择工作电压范围、增益和带宽，减少信号源自身产生的噪声。
在设计放大器电路时，要考虑共模抑制比、带宽、噪声系数等指标，选择合适的放大器器件来提高系统的抗干扰能力。
另外，还有一些常见的方法可以帮助减少模拟信号干扰。
例如，使用屏蔽罩或屏蔽线缆来隔离干扰源；增加电源线滤波器和维持干净的供电；采用差分信号传输技术来减少共模干扰等。
总的来说，有效减少模拟信号干扰需要从电路设计阶段开始，综合考虑PCB布局、信号源设计、工作环境等因素，以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
只有通过细致的设计和充分的预防，才能解决模拟信号干扰带来的各种问题，保证系统的正常运行和性能。
希望以上方法对您有所帮助。
降噪抗干扰前端模拟电路设计
降噪抗干扰前端模拟电路设计【摘要】由于红外成像设备在日益复杂的环境中广泛应用，不可避免会带来噪声和干扰。
前端模拟电路处理红外探测器输出的原始模拟信号，是红外成像设备重要组成部分。
本文通过前端模拟电路的硬件设计，重点讨论降噪抗干扰的方法，提高设备的可靠性。
【关键词】红外；降噪；抗干扰1引言随着红外探测器成像技术的发展，人们对红外图像质量的要求也越来越高。
同时由于系统集成化的趋势，系统可能会同时装备红外、激光、电视等设备，这些设备运行产生的电磁场可能会使红外设备产生不应有的响应，表现为图像噪声大、干扰等现象，严重时甚至影响设备的功能。
在红外成像设备中，前端模拟电路连接红外探测器的输出和图像处理单元的输入，直接处理探测器输出的最原始模拟信号。
加强和优化前端模拟电路的降噪和抗干扰设计，对提高设备整体的稳定性和抗干扰能力具有十分重要的意义。
红外热像仪前端模拟电路部分主要实现的功能有：探测器工作偏压的产生；对探测器输出的模拟信号前置放大；高速模数转换和数据的合成排序等。
2、1探测器偏压供给电路设计由于探测器是敏感器件，尤其是长波探测器，电压波动影响其性能，探测器偏压供给电路给探测器提供严格的低噪声工作电压。
探测器正常工作所需的偏压包括读出电路所需的模拟电压VDDA、数字电压VDDL和光电二极管偏压Gpol。
模拟电压和数字电压均为固定值5V，而不同探测器的Gpol值并不完全一样，因此Gpol偏压可采用电阻分压方式，通过调节不同的电阻值实现不同的Gpol电压输出。
我们采用REF195ES芯片生成模拟电压和数字电压。
REF195ES最大输出电流30mA，电压输入范围从5、1V到15V，固定输出5V，输出精度±2mV，很好满足了探测器对模拟电压和数字电压的要求。
输出电压可经过低通噪声滤波器电路，进一步降低噪声。
低通噪声滤波器电路通常采用串联RL电路或串联RC电路，基本电路结构形式如图1、图2所示[1]。
从式(1)、(2)可以看出，只要适当选择R和L的参数，截止频率可以设置成任何值，因此可以设计出具有任意截止频率的低通滤波器。
模拟电路设计中的噪声与干扰抑制技术
模拟电路设计中的噪声与干扰抑制技术在模拟电路设计中，噪声与干扰一直是一个令人头疼的问题。
噪声和干扰会影响电路的性能和稳定性，因此在设计电路时需要采取一些技术手段来抑制噪声和干扰。
本文将介绍一些常用的噪声与干扰抑制技术，帮助工程师们在设计模拟电路时提高抗干扰能力。
首先，对于抑制噪声，我们可以采用滤波器来减小噪声对电路的影响。
滤波器可以将噪声信号中的高频成分滤除，从而减小对电路的干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
通过合理选择滤波器的参数和类型，可以有效地抑制噪声对电路的影响。
其次，对于抑制干扰，我们可以采用屏蔽技术来阻止外部干扰信号对电路的影响。
屏蔽技术包括电磁屏蔽和功率线屏蔽。
电磁屏蔽是通过在电路周围添加屏蔽罩或金属壳来屏蔽外部电磁干扰信号；功率线屏蔽则是通过设计合理的电源线路布局和滤波器来减小电源线对电路的干扰。
通过屏蔽技术，可以有效地减小外部干扰信号对电路的影响，提高电路的稳定性和可靠性。
此外，对于一些对噪声和干扰敏感的电路，还可以采用差分信号传输技术来抑制噪声和干扰。
差分信号传输技术通过在信号线上同时传输正向和反向信号，并在接收端通过差分放大器将两个信号相减得到原始信号，从而抵消噪声和干扰对信号的影响。
通过差分信号传输技术，可以提高信号的抗干扰能力，减小噪声和干扰对电路的影响。
总的来说，在模拟电路设计中，噪声与干扰抑制技术是非常重要的。
通过合理选择滤波器、采用屏蔽技术和差分信号传输技术，可以有效地减小噪声和干扰对电路的影响，提高电路的性能和稳定性。
希望以上介绍的技术能够帮助工程师们在设计模拟电路时更好地抑制噪声与干扰，提高电路的可靠性和抗干扰能力。
模拟电路设计中的噪声分析方法与技巧
模拟电路设计中的噪声分析方法与技巧噪声是模拟电路设计中一个重要的考虑因素，它会对电路的性能产生不可忽视的影响。
合理的噪声分析方法和技巧可以帮助工程师更好地预估电路性能，并在设计过程中优化电路。
本文将介绍一些在模拟电路设计中常用的噪声分析方法与技巧。
一、噪声的概念与分类噪声是电路中不可避免的随机信号，它会产生干扰并降低电路性能。
根据噪声的统计特性，我们可以将噪声分为两类：白噪声和色噪声。
白噪声是指在所有频率上功率谱密度均匀分布的随机信号。
它的特点是在所有频率上都具有相同的功率，这使得它在分析和计算过程中比较方便。
常见的白噪声有热噪声和量子噪声。
热噪声是由于电路内部的电阻和温度而产生的噪声，它是一种频谱密度与频率成正比的噪声。
量子噪声是由于元件上载流子的不确定性所导致的噪声，它在低频时呈平坦的频谱密度。
色噪声是指功率谱密度随频率而变化的随机信号。
常见的色噪声有粉红噪声、蓝色噪声和红色噪声等。
二、噪声分析的基本方法在模拟电路设计中，噪声分析的基本方法是通过计算电路中各个元件的噪声功率或噪声电压，然后通过级联或大信号分析得到整个电路的输出噪声。
下面介绍几种常见的噪声分析方法。
1. 噪声功率分析方法噪声功率分析方法是通过计算各个元件的噪声功率，然后根据功率的线性性质进行级联分析，得到整个电路的输出噪声功率。
这种方法适用于对噪声进行初步估计和设计的参考。
2. 噪声电压分析方法噪声电压分析方法是通过计算各个元件的噪声电压，然后根据电压的非线性性质进行级联分析，得到整个电路的输出噪声电压。
这种方法适用于对噪声进行更精确的分析和设计。
3. 模拟电路噪声分析软件现在，有许多专门用于模拟电路噪声分析的软件，如SPICE、PSPICE和Cadence等。
这些软件可以根据电路的拓扑结构和元件参数进行仿真计算，从而得到电路的输出噪声能谱密度和噪声系数等。
利用这些软件，工程师可以更方便地进行噪声分析和优化。
三、噪声分析的技巧除了基本的噪声分析方法外，以下是一些在设计过程中常用的噪声分析技巧。
专升本模电试题及答案
专升本模电试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在模拟电路中，通常用来放大信号的元件是：A. 电阻B. 电容C. 电感D. 二极管答案：D2. 下列哪个不是运算放大器的基本应用？A. 放大器B. 滤波器C. 振荡器D. 整流器答案：D3. 理想运算放大器的输入电阻是：A. 有限值B. 无穷大C. 零D. 非线性答案：B4. 在模拟电路中，信号的频率响应通常用以下哪种曲线表示？A. 波特图B. 奈奎斯特图C. 相位图D. 频率响应图答案：A5. 模拟信号的调制过程不包括以下哪一步？A. 载波生成B. 信号放大C. 信号与载波的乘法D. 信号解调答案：D6. 以下哪个元件不适用于模拟信号的整流？A. 二极管B. 晶体管C. 运算放大器D. 电容答案：C7. 在模拟电路设计中，通常用来隔离不同电路部分的元件是：A. 电阻B. 电容C. 电感D. 运算放大器答案：B8. 模拟电路中的反馈通常分为：A. 正反馈和负反馈B. 直流反馈和交流反馈C. 电压反馈和电流反馈D. 以上都是答案：D9. 模拟电路中的噪声通常来源于：A. 电源B. 环境C. 元件D. 以上都是答案：D10. 模拟电路中，信号的放大倍数通常由以下哪个参数决定？A. 电阻值B. 电容值C. 电感值D. 以上都不是答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 运算放大器的输出电压与输入电压之间的关系可以用公式________表示。
答案：Vout = A * (V+ - V-)2. 在模拟电路中，为了减少噪声，通常采用________技术。
答案：屏蔽3. 模拟信号的调制过程包括载波生成、信号放大和________。
答案：信号与载波的乘法4. 理想运算放大器的带宽是________。
答案：无穷大5. 在模拟电路中，信号的衰减可以通过________来实现。
答案：电阻6. 模拟电路中的正反馈通常用于实现________。
答案：振荡器7. 模拟信号的整流通常使用________。
模拟电路噪声的抑制
模拟电路噪声的抑制
模拟电路具有运算迅速、实现简便的优点，在一般的工业测量仪器和控制设备仍有大量应用，但在设计时，尤其是处理微弱模拟量信号时要有足够的抗干扰考虑，干扰分内部和外来的两种。
1.内部干扰一种是来自器件本身产生的噪声，主要是由器件生产厂在设计和生产过程中予以解决，而使用单位一般通过老化筛选，合理选用，得到进一步解决;另一种是由于电子电路技术设计及装置产品设计不合理而引起的，为抑制此种干扰应注意下列几点:
(1)器件布置不可过密:
(2)线和安置应量减少不必要的电磁耦合;
(3)改善散热条件;
(4)分散设置电源;
(5)一点接地;
(6)尽量减小公共阻抗，如加粗导线、缩短配线距离等。
2.外部干扰应根据干扰的性质，分别采取措施:
(1)在接近高压电输电线处，易产生静电感应噪声，为此应将电子装置及信号线加金属接地屏蔽;并保证柜体与远距离传输电缆地电位一致;尽可能缩短信号线;减少电路输入输出阻抗;必要时把整个系统全部屏蔽起来。
(2)在强磁场附近易产生电磁干扰，尤其对集成电路影响更大，应使信号线尽量远离会产生电磁感应的电流线;不能远离时，使两者垂直相交;采用电磁屏蔽。
(3)对于高频装置、火花放电、雷达、大功率调频调幅装置的噪声，主要是加屏蔽，以切断噪声的传递路径，或者更换抗扰性高的元器件。
(4)抑制电网噪声，同前述。
对于微弱模拟量信号，一般均采用如下措施:数字电路与模拟电路分开;全面接地;加电磁屏蔽;直流电位隔离等。
电路噪声的产生以及抑制噪声的方法
电路噪声的产生以及抑制噪声的方法电路噪声对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。
最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。
但是，一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了噪声概念。
例如，把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。
可能以说，电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。
例如，电源电压中的纹波或自激振荡，可对电路造成不良影响，使音响装置发出交流声或导致电路误动作，但有时也许并不导致上述后果。
对于这种纹波或振荡，都应称为电路的一种噪声。
又有某一频率的无线电波信号，对需要接收这种信号的接收机来讲，它是正常的目的信号，而对另一接收机它就是一种非目的信号，即是噪声。
在电子学中常使用干扰这个术语，有时会与噪声的概念相混淆，其实，是有区别的。
噪声是一种电子信号，而干扰是指的某种效应，是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。
而电路中存在着噪声，却不一定就有干扰。
在数字电路中。
往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的，而是一种噪声。
但由于电路特性关系，这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的逻辑受到影响而发生混乱，所以可以认为是没有干扰。
当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时，该噪声电压就称为干扰电压。
而一个电路或一个器件，当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压，称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。
一般说来，噪声很难消除，但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度，以使噪声不致于形成干扰。
电子电路中噪声的产生？如何抑制这个东西主要是由于电路中的数字电路和电源部分产生的。
在数字电路中，普遍存在高频的数字电平，这些电平可以产生两种噪声：1、电磁辐射，就像电视的天线一样，通过发射电磁波来干扰旁边的电路，也就是你说的噪声。
2、耦合噪声，指数字电路和旁边的电路存在一定的耦合，噪声可以直接在电器上直接影响其他的电路，这种噪声更厉害。
模拟电路设计中的电源噪声抑制措施
模拟电路设计中的电源噪声抑制措施电源噪声是模拟电路设计中一个重要的问题，它可能对电路性能和信号质量产生严重影响。
因此，为了保证模拟电路的稳定性和性能，设计人员需要采取一系列的电源噪声抑制措施。
首先，选择合适的电源滤波器是降低电源噪声的有效方法之一。
电源滤波器可以通过滤除高频噪声来减少电路的干扰和噪声。
常见的电源滤波器包括LC滤波器和RC滤波器。
LC滤波器能够抑制更高频的噪声，而RC滤波器则适用于抑制较低频的噪声。
设计人员应根据电路工作频率和噪声频谱特性来选择合适的滤波器。
其次，使用稳压器也是一种常见的电源噪声抑制措施。
稳压器能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，并抑制电源噪声。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器通过将多余的电压转化为热量来实现稳压，但效率较低。
而开关稳压器通过高速开关来实现稳压，具有较高的效率。
设计人员需要根据具体应用需求和噪声要求来选择适合的稳压器。
除了合适的电源滤波器和稳压器，地线布线也是电源噪声抑制的重要环节。
地线是连接电路中各个部分的导体，它不仅承担电流回路的功能，还可起到抑制电源噪声的作用。
在进行地线布线时，设计人员应尽量降低地线的电阻和电感，以减小地线与信号线之间的相互干扰。
此外，合理的地线布线应避免形成地线环路或共振回路，以防止噪声的传播和放大。
此外，电源噪声抑制还可以通过选择合适的电源电容来实现。
电源电容可用于储存电荷并平滑电源电压，从而提高电源的稳定性和抑制噪声。
设计人员应根据噪声特性和电源的频率响应来选择合适的电源电容。
一般来说，电源电容的值越大，噪声抑制效果越好，但也要考虑电路的体积和成本因素。
最后，以模拟电路综合设计方法，如良好的PCB布局和良好的信号与电源隔离，也能有效地抑制电源噪声。
PCB布局时，应将电源线和信号线分开布线，以降低电源噪声的传导。
信号与电源隔离也可以通过保持信号路径和电源路径的物理隔离来实现，以减少噪声的传播和影响。
噪音计电路原理
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。
模电期末考试题目及答案
模电期末考试题目及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在模拟电路中，运算放大器的基本工作模式不包括以下哪一项？A. 反相放大B. 同相放大C. 差分放大D. 功率放大答案：D2. 以下哪个元件不是构成模拟电路的基本元件？A. 电阻B. 电容C. 电感D. 逻辑门答案：D3. 理想运算放大器的开环增益是：A. 有限值B. 无穷大C. 零D. 负无穷大答案：B4. 以下哪个不是模拟信号的特点？A. 连续性B. 可量化性C. 可模拟性D. 可存储性答案：B5. 模拟电路中的反馈类型不包括：A. 正反馈B. 负反馈C. 直流反馈D. 交流反馈答案：C6. 在模拟电路中，滤波器的作用是：A. 放大信号B. 衰减信号C. 选择性地通过信号D. 转换信号答案：C7. 模拟电路中的电源管理主要解决的问题是：A. 信号放大B. 信号滤波C. 电压转换D. 信号调制答案：C8. 模拟电路中的噪声主要来源于：A. 电源B. 信号源C. 环境干扰D. 所有以上答案：D9. 以下哪个不是模拟电路设计中考虑的因素？A. 稳定性B. 线性度C. 频率响应D. 逻辑运算答案：D10. 在模拟电路中，信号的传输特性通常用下列哪个参数来描述？A. 增益B. 相位C. 阻抗D. 所有以上答案：D二、简答题（每题10分，共20分）1. 简述运算放大器的工作原理及其应用。
答案：运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
它通常由差分输入级、中间放大级和输出级构成。
运算放大器可以用于实现各种线性和非线性功能，如放大、滤波、积分和微分等。
在实际应用中，运算放大器被广泛用于信号处理、传感器信号调理、数据转换等领域。
2. 解释什么是负反馈，并说明其在模拟电路中的作用。
答案：负反馈是指将放大器的输出信号的一部分以相反相位反馈到输入端的过程。
在模拟电路中，负反馈可以提高放大器的稳定性，减少非线性失真，提高增益的精确度，并且可以改善频率响应。
模拟电路低噪声放大器
模拟电路低噪声放大器低噪声放大器是模拟电路中非常重要的一种电路，其功能是将信号放大而不引入额外的噪声。
在许多应用中，特别是在通信系统和传感器领域，低噪声放大器的性能对于提高系统的灵敏度至关重要。
本文将介绍低噪声放大器的基本原理以及其设计和优化方法。
1. 低噪声放大器的基本原理低噪声放大器的基本原理是将输入信号放大到合适的电平，同时尽量减小额外引入的噪声。
根据信号放大的方式，低噪声放大器可以分为两大类：分别是磁控管放大器和晶体管放大器。
（这里以晶体管放大器为例进行介绍）晶体管是一种具有放大功能的半导体器件。
在低噪声放大器中，常用的晶体管有双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
BJT和FET在放大信号时都会引入噪声，因此需要采取一系列优化措施来减小噪声。
2. 低噪声放大器的设计方法低噪声放大器的设计需要考虑多个因素，包括放大系数、带宽、噪声系数等。
下面将逐一介绍这些因素的设计方法。
（第一段：放大系数的设计方法）放大系数是低噪声放大器的一个重要性能指标，表示信号在放大器中的放大倍数。
放大系数的设计需要根据实际应用需求来确定。
一般而言，放大系数越高，系统的灵敏度就越高，但同时也会引入更多的噪声。
因此在设计过程中需要进行权衡。
（第二段：带宽的设计方法）带宽是指放大器能够放大的频率范围。
在低噪声放大器设计中，带宽的选择需要根据应用需求来确定。
如果应用中需要放大的信号频率范围较宽，那么带宽应选择相对较宽的放大器。
然而，较宽的带宽通常会导致噪声系数的增加，因此在设计过程中需要进行噪声和带宽的平衡。
（第三段：噪声系数的设计方法）噪声系数是衡量低噪声放大器性能的重要指标。
噪声系数越低，表示放大器引入的额外噪声越少，系统的信噪比就越高。
在设计过程中，可以采用多种方法来降低噪声系数，例如使用高质量的元器件、采用合适的电路结构等。
3. 低噪声放大器的优化方法为了进一步提高低噪声放大器的性能，可以采取一些优化方法。
电路噪声分析
电阻噪声
惠斯通电桥（压力、温度等）噪声分析如下图所示。 这里注意：在仅分析电阻噪声时，电阻可简化为上图最后一种模型，实际中一般 简化为上图的第三种模型，因为要考虑运放的电流噪声（噪声是求均方根和运算）。
运算放大器噪声
运算放大器噪声模型如下图所示。 放大器噪声分为两类：1 电压噪声；2 电流噪声。在运放内部由许多晶体管组 成，这些晶体管都有噪声，幸运的是所有的这些噪声都可以折合到运放的输入端（ 一般是同相输入端），如下图的Vx。
低噪声设计都采用高品质薄膜电阻，因此可以忽略电流噪声，只关注于热噪 声。
电阻噪声
下图是理想电阻的热噪声计算公式，可以看出，它取决于温度、电阻、带宽和 玻尔兹曼常数。记住与电阻相关的参数很有用，但在实际设计中，并不要求大家记 住这个公式，因为我们有一个非常方便的速算法，请注意这里是均方根电压（所谓 的有效值电压）而不是峰峰值电压。 公式中含有一个常数项：玻尔兹曼常数K；第二项是温度，这里请注意，噪声 随温度升高而增大，此温度的单位为开尔文K，因此温度对噪声的影响不如你想象 的那样大，例如温度从25℃升高到85℃（标准工业温度范围的上限），只相当于K 式刻度上的20%多一点，再取平方根，其对噪声的影响只有约10%，多数工程师会忽 略温度对噪声的影响，但要记住我们看到的噪声规格都是在25℃的值；第三项是电 带宽，最后一项是阻值。
数据手册中一般都有二者关系，如下图所示。
注意此电路未 考虑电阻噪声
扰办法包括：输入端滤波、屏蔽、采用双绞线输入。
外部噪声
电源噪声
电子电路抑制电源线干扰的能力有限，尤其是频率较高时，因此必须先消除 电源线上的高频干扰，使其无法到达低噪声电路，可以对电源进行适当滤波，以 及IC本身采取良好的旁路措施。敏感模拟电路和逻辑数字电路应采用不同的电源
集成CMOS模拟电路 第七章 噪声
Vn2
=
K CoxWL
1 f
K为工艺中的闪烁噪声系数；噪声谱密度与f成反比。
log
CMOS模拟集成电路设计
第七章 噪声
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18
7.2 噪声的类型
从式中可以看出，与悬空键相关的俘获—释放现象在低频下更
容易发生。这个噪声因此也被称为1/f噪声。另外增加器件的沟
对于不同的系统，负载可能是变化的，因此我们简单的使用
∫ Pav
=
lim 1 T →∞ T
T / 2 v2 (t)dt
−T / 2
来表示噪声平均功率，其单位是V2。
CMOS模拟集成电路设计
第七章 噪声
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6
7.1 噪声的统计特性
1、噪声谱
噪声谱函数也称噪声的功率谱密度(PSD:Power Spectral Density)
被电话整形的语音 信号及功率谱。高 频成分被过滤掉了。
对于实数x(t)， Sx(f)是f的偶函数，所以x(t)在率为
∫ ∫ ∫ P = f1, f2
− f1 − f2
S
X
(
f
)df
+
f2 f1
S
X
(
f
)df
=2
f2 f1
S
X
(
f
)df
(b)为单边谱
功率谱表示每个小带
= 4kT (R1
||
R2 )
CMOS模拟集成电路设计
第七章 噪声
结果表明，电流源表示等效
噪声和电压源的表示结果是
一致的。注意这里表示的是
单位赫兹的功率。
电子工程师面试常被问到的模拟电路问题
电子工程师面试常被问到的模拟电路问题在电子工程师的面试中，模拟电路是一个常见的面试题目。
这个问题通常会涉及到一些常见的电路结构和设计方法。
以下是几个常见的模拟电路问题及其解答：问题一：什么是OPAMP？OPAMP是运算放大器的简称。
它是一种由多个晶体管构成的集成电路，常用于放大和激励信号。
OPAMP通常具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和低噪声等特性。
在电路中，OPAMP可以用于实现各种电路结构，如滤波、增益、比较器等等。
问题二：什么是RC滤波器？RC滤波器是一种常见的模拟滤波器，它由一个电容和一个电阻构成。
在一个RC滤波器中，电容可以用于存储能量，电阻则可以限制电流的流动。
这种电路结构可以实现对输入信号的低通滤波，即只将输入信号中的低频部分通过，而将高频部分滤除。
RC滤波器在模拟电路的设计中常被使用，比如对音频信号的滤波。
问题三：如何设计一个低噪声电路？在模拟电路设计中，噪声是一个常见的问题。
比如在放大器电路中，噪声会被放大，从而影响电路的性能。
因此，设计一个低噪声电路是非常重要的。
在设计低噪声电路时，有以下几个原则：•使用低噪声器件。
一般来说，使用低噪声的晶体管和模拟器件可以降低电路噪声的影响。
•降低电路温度。
噪声与电路温度有关，因此通过外部散热器等方式降低电路温度可以降低电路噪声。
•减少电路中的电阻和电容数量。
电阻和电容对于电路的噪声有很大的影响，因此减少它们的数量可以降低电路的噪声。
问题四：什么是反馈电路？反馈电路是一种常见的模拟电路结构，它可以通过将一部分输出信号送回到输入端，从而实现电路的稳定性和控制性。
反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种类型。
在负反馈电路中，一部分输出信号加上了反相信号之后送回到输入端，从而抑制了输入信号的变化，实现了电路的稳定性和控制性。
正反馈电路则是通过将一部分输出信号送回到输入端，而不是反相信号，从而放大输入信号。
正反馈电路常用于产生振荡信号和放大信号等应用中。
大学生模电试题及答案
大学生模电试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 在模拟电路中，运算放大器的输入级通常采用什么类型的晶体管？A. 双极型晶体管B. 场效应晶体管C. 绝缘栅晶体管D. 光电晶体管答案：B2. 以下哪个不是模拟电路的特点？A. 信号处理的连续性B. 信号放大C. 数字信号处理D. 模拟信号处理答案：C3. 在模拟电路中，下列哪个元件不是用来进行信号放大的？A. 运算放大器B. 晶体管C. 电阻D. 电感答案：C4. 模拟电路中的噪声主要来源于哪些方面？A. 电源B. 元件内部C. 外部电磁干扰D. 所有以上答案：D5. 在模拟电路设计中，通常采用什么方法来减小噪声？A. 增加电源电压B. 增加信号频率C. 使用低噪声元件D. 所有以上答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 在模拟电路中，_________是用来实现信号放大的。
答案：运算放大器2. 模拟电路中的信号通常是以_________形式存在的。
答案：连续3. 场效应晶体管（FET）的特点是输入阻抗_________，输出阻抗相对较低。
答案：很高4. 在模拟电路中，为了减少信号失真，通常需要对信号进行_________。
答案：滤波5. 模拟电路设计中，为了提高信号的信噪比，可以采取_________。
答案：增益控制三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述模拟电路与数字电路的主要区别。
答案：模拟电路处理的是连续变化的信号，而数字电路处理的是离散的信号。
模拟电路通常使用模拟信号进行放大、滤波等处理，而数字电路则通过数字逻辑进行信号的编码、解码和处理。
2. 描述在模拟电路设计中，如何选择合适的运算放大器。
答案：在模拟电路设计中，选择合适的运算放大器需要考虑其带宽、输入输出阻抗、增益、电源电压范围、功耗以及噪声等级等因素，以确保运算放大器能够满足电路设计的要求。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 给定一个运算放大器电路，其输入电压为1V，输出电压为10V。
模拟电路设计中的噪声分析与抑制方法
模拟电路设计中的噪声分析与抑制方法在模拟电路设计中，噪声是一个不可避免的因素，它会对电路的性能产生负面影响。
因此，噪声分析和抑制在电路设计中扮演着非常重要的角色。
本文将重点讨论模拟电路设计中的噪声分析与抑制方法。
首先，我们需要了解噪声的来源。
噪声可以分为内部噪声和外部噪声两种类型。
内部噪声主要来自于电路元件本身的热噪声、漏磁噪声等；外部噪声则来自于电源线、天线、其他电路的辐射噪声等。
在进行电路设计时，我们需要考虑如何有效地降低这些噪声。
针对内部噪声，我们可以采取一些措施来抑制。
首先，合理选择元件和器件是非常重要的。
低噪声元件的选择可以有效减小电路中的噪声。
其次，通过良好的布局设计，可以减少信号与噪声相互干扰，减小噪声的传播通路。
此外，使用滤波器来滤除一些高频噪声也是一种常见的方法。
对于外部噪声，我们可以通过屏蔽和隔离来抑制。
例如，在输入端加入滤波器和放大器，可以减小外部噪声对电路的干扰。
另外，在设计过程中，要注意避开可能存在干扰的环境，尽量减少外部噪声对电路的影响。
除了抑制噪声，我们还需要进行噪声分析，以便更好地理解和评估电路中的噪声情况。
噪声分析可以通过各种手段进行，例如通过功率谱密度分析、噪声等效电路的建立等方法来分析电路中的噪声功率。
通过噪声分析，我们可以更好地了解电路中的噪声来源和传播路径，为后续的抑制工作提供有益信息。
总之，模拟电路设计中的噪声分析与抑制方法是非常重要的。
只有在充分了解噪声的来源和特性的基础上，才能采取有效的措施来减小噪声对电路性能的影响。
通过合理选择元件、布局设计、滤波器的应用以及噪声分析技术的运用，我们可以更好地抑制和管理模拟电路中的噪声，提高电路的性能和稳定性。
希望本文能对读者在模拟电路设计中的噪声分析与抑制工作提供一些启发和帮助。
模拟电子技术基础知识噪声与干扰的来源与消除方法
模拟电子技术基础知识噪声与干扰的来源与消除方法噪声与干扰是现代电子技术领域中常见的问题。
在电子设备和电路中，噪声与干扰会对正常的信号传输和处理造成不可避免的影响。
本文将围绕模拟电子技术的基础知识展开，探讨噪声与干扰的来源及其消除方法。
一、噪声与干扰的来源噪声是指电子设备或电路中与所需信号无关的随机信号。
噪声产生的原因有多种，主要包括以下几个方面。
1. 热噪声：热噪声是由于电子元件（如电阻）内部的热运动引起的。
这种噪声与温度相关，温度越高，热噪声也越大。
热噪声通常具有频谱密度均匀、功率随频率成正比的特点。
2. 互制噪声：互制噪声是指多个电子元件之间的非线性相互作用所引起的噪声。
例如在放大器中，由于元件的非线性特性，输入信号的不同频率分量会相互干扰，导致输出信号出现频率失真或混频现象。
3. 损耗噪声：损耗噪声是由于电子元件的内阻引起的。
当电流经过电阻时，电子与原子之间的碰撞会产生噪声。
损耗噪声通常与电阻的大小及其工作频率有关。
4. 外界干扰：外界干扰源包括电力线噪声、地磁噪声、无线电频率互调等。
这些干扰源可以通过电磁辐射、电磁感应等方式进入电子设备或电路，影响其正常工作。
二、噪声与干扰的消除方法为了保证电子设备和电路的正常运行，需要采取一系列的措施来降低噪声与干扰的影响。
下面介绍几种常用的消除方法。
1. 增加信噪比：信噪比是指信号与噪声功率之比。
通过增大信号功率或减小噪声功率，可以提高信噪比，从而降低噪声对系统的影响。
常用的方法包括增加信号的输入功率、优化信号源的设计以及增加前端的增益。
2. 使用低噪声元件：选用低噪声的电子元件可以有效降低噪声的影响。
例如，在放大器中使用低噪声的晶体管，可以减小放大器引入的噪声。
3. 有效地屏蔽和隔离：通过合理的屏蔽和隔离措施，可以减少外界干扰对电子设备或电路的影响。
例如，在设计电路板时，可以采用屏蔽罩或屏蔽板来阻挡外界电磁辐射的干扰。
4. 优化电路布局：合理的电路布局可以降低元件之间的互制干扰，减少噪声的产生。
电路模拟吸收体
电路模拟吸收体引言：电路模拟吸收体是一种电子元件，用于吸收电路中的杂散信号和噪声。
它在电子设备中起到了重要的作用，能够有效地提高电路的性能和稳定性。
本文将介绍电路模拟吸收体的原理、应用以及选型等相关内容。
一、电路模拟吸收体的原理电路模拟吸收体是一种特殊的电阻，它具有较高的阻抗，能够将杂散信号和噪声吸收到自身而不传输到其他电路中。
它的原理主要包括两个方面：阻抗匹配和吸收功率。
1. 阻抗匹配：电路模拟吸收体的阻抗与其他电路中元件的阻抗相匹配，使得信号能够有效地传输到吸收体中。
这样就能够避免信号的反射和传输损耗，提高整个电路的性能。
2. 吸收功率：电路模拟吸收体通过吸收信号的功率来消除杂散信号和噪声。
当杂散信号和噪声进入吸收体时，它们会被转化为热能并被吸收，从而减少对其他电路的干扰。
二、电路模拟吸收体的应用电路模拟吸收体广泛应用于各种电子设备中，以提高电路的性能和稳定性。
以下是几个常见的应用领域：1. 通信设备：在通信设备中，电路模拟吸收体可以用于吸收信号传输过程中产生的杂散信号和噪声，提高通信质量和可靠性。
2. 汽车电子：在汽车电子中，电路模拟吸收体能够有效地吸收发动机和其他电子设备产生的电磁干扰，提高整个系统的抗干扰能力。
3. 工业自动化：在工业自动化领域，电路模拟吸收体可以用于吸收电机、传感器等设备产生的电磁干扰，保证工业控制系统的稳定性和可靠性。
三、电路模拟吸收体的选型选型是使用电路模拟吸收体时需要考虑的重要因素。
以下是一些选型时需要注意的要点：1. 阻抗匹配：选择与其他电路元件阻抗相匹配的电路模拟吸收体，以确保信号能够有效地传输到吸收体中。
2. 频率范围：根据实际应用需求选择适合的电路模拟吸收体，其频率范围要能够覆盖需要吸收的信号频率。
3. 尺寸和包装形式：根据电子设备的尺寸和安装方式选择合适的尺寸和包装形式的电路模拟吸收体，以便于安装和布局。
4. 抗干扰能力：选用具有较高抗干扰能力的电路模拟吸收体，以确保能够有效地吸收电磁干扰和杂散信号。
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模拟电路噪声的来源和消除
发布:2011-05-17 | 作者: | 来源: wanggaosheng | 查看:371次 | 用户关注：
---设计一个低噪声的12位或10位模数转换器（ADC）电路板看起来比较容易,但前提是了解并遵循一些基本的低噪声设计概念和技巧。
例如,有人可能认为大多数器件（如放大器和电阻）都可有效地用于12位或10位ADC,所以通常都是根据与噪声无关的参数来选择这些器件。
除了器件噪声,电路噪声的另一个来源是传导噪声。
在信号到达ADC的输入端之前,传导噪声就已经存在于电路板的走线中了。
传导噪声的来源是器件噪声或发射噪声。
一些情况下,电路本
---设计一个低噪声的12位或10位模数转换器（ADC）电路板看起来比较容易,但前提是了解并遵循一些基本的低噪声设计概念和技巧。
例如,有人可能认为大多数器件（如放大器和电阻）都可有效地用于12位或10位ADC,所以通常都是根据与噪声无关的参数来选择这些器件。
除了器件噪声,电路噪声的另一个来源是传导噪声。
在信号到达ADC的输入端之前,传导噪声就已经存在于电路板的走线中了。
传导噪声的来源是器件噪声或发射噪声。
一些情况下,电路本身的要求决定了器件噪声和发射噪声是不可避免的。
传导噪声可能来自模拟信号路径上的器件和电源器件,电路中最常用的电源器件是开关模式电源,甚至是仅采用简单稳压的“墙上适配器”,此类器件都会产生电源噪声并注入敏感的模拟器件中。
电路噪声的第三个来源是辐射噪声。
一般来说,辐射噪声可能是由于两条平行且靠近的走线间形成耦合而出现的,也可能来自外部电磁干扰（EMI）信号。
---如果考虑器件的噪声,器件的选择就成为电路设计成败的主要影响因素。
此类问题常见于A/D转换电路中放大器/电阻增益级部分。
为解决此类问题,可以将放大器更换为低噪声器件并采用阻值更低的电阻来降低系统噪声。
传导噪声问题则可通过其他方法解决。
如果噪声是来自ADC信号路径,在ADC之前增加一个低通滤波器就可有效地降低混叠噪声。
正如上文提到的,传导噪声的另一个来源是电源。
对于这一问题,可利用扼流圈或阻容（R/C）滤波器对电源线进行滤波。
此外,对于所有有源器件,都应当在其电源引脚和地之间增加一个旁路电容。
不过,通过接地面,可以消除大部分传导噪声。
最后,针对由于走线之间的耦合而带来辐射噪声,可以将两条走线隔开,通过适当的电路板布局屏蔽或避免外部噪声。
如果解决了上述器件噪声、传导噪声和发射噪声等问题,低噪声12位ADC电路板的设计就很容易了。
---图1是一个12位ADC电路的例子。
如
图所示,信号来自一个电阻负载单元,器件号码为LCL816-G。
LCL816-G的差分输出端口连接到一个分立式双运放仪表放大器（A1、A2、R3、R4和RG）。
然后,信号通过一个二阶低通滤波器（A3、R5、R6、C1和C2）,该低通滤波器可消除频
率更高的混叠噪声,从而消除进入ADC的有害误差。
最后,信号耦合到一个12位ADC（A4,Microchip公司的MCP3201）。
转换器可接受0～5V的信号,输出发送至单片机（Microchip PIC16C623）。
一个整流器/AC至DC转换器（墙上适配器）将来自交流插座的交流输入转换为所需要的9V直流电源,再利用LM7805将电源稳压到5V。
扼流圈L1的作用是进一步降低电源纹波和噪声。
---如果电路设计时没有采取上述低噪声措施,那么很容易产生类似图2的输出。
在图2中,ADC（MCP3201）的输出端以30 ksps的数据速率采集1024个样本。
围绕着码字2982,这些样本的码宽为44。
根据这一数据,系统的精度约为5.45位。
显然,这一电路的精度对于12位系统是不够的。
---电路板的参数具体配置为：
---R3 = 300kΩ;
---R4 = 100kΩ;
---RG = 4020Ω;
---A1 = A2 =单电源CMOS运放MCP604（Microchip）;
---无低通抗混叠滤波器;
---无旁路电容;
---没有使用接地面;
---L1短路（扼流圈）。
---采取低噪声措施的改进电路和电路板则可产生一个精确的12位解决方案。
首先,通过采用噪声更低的放大器和电阻来解决器件噪声问题。
例如,当电阻值减小10倍时,增益保持不变,但噪声降低了约3倍。
此外,放大器也要从MCP604更换为MCP6024。
MCP604在1kHz时的电压噪声密度为29nV/√Hz（典型值）,而MCP6024在10kHz时的电压噪声密度为8.7nV/√Hz（典型值）,改善了3倍多。
通过在印刷电路板（PCB）的背面设置接地面可以解决传导噪声问题。
由于实现了接地面,金属层中断与信号路径分别处于两个平行的平面,而不是同一平面。
经过这些修改后,电路板的性能有显著改善。
测试显示,ADC输出码的分布直方图的码宽度从44减小至9个码字。
---这一巨大改变使得图1中的电路性能达到约9位系统的水平,但实际上还可以达到12位系统的性能。
为解决传导噪声问题,可在ADC之前增加了一个二阶低通滤波器,以减少A/D转换过程中的混叠信号。
滤波器是采用FilterLab模拟滤波软件工具设计的。
此外,可通过采用旁路电容进一步降低传导噪声。
最后,通过采用扼流圈L1对电源进行过滤,将传导噪声的
影响降到最小。
这些改进使系统成为一个真正的12位精确系统。
如图3所示,模数转换器的输出端以30 ksps数据速率采集1024个样本,所有样本都等于一个码：2941。
---只要遵循下列几条关键的低噪声设计准则,良好的12位ADC设计技巧并不难掌握。
● 检查电路中使用的器件并保证它们均是低噪声器件。
● 永远在电路板的一层布设不间断的接地面。
● 对于混合信号电路中的信号,利用低通抗混叠滤波器进行正确的滤波。
● 对所有器件进行适当的旁路设计;电容要尽量靠近器件的电源引脚。
● 对电源进行恰当的滤波。