当前位置:文档之家› 电子电路噪声分析

电子电路噪声分析

电子电路噪声分析摘要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。

关键词:电路噪声电路干扰电路信号尖峰脉冲ABSTRACTIn common use, the word noise means unwanted sound or noise pollution. In electronics noise can refer to the electronic signal corresponding to acoustic noise (in an audio system) or the electronic signal corresponding to the (visual)noise commonly seen as 'snow' on a degraded television or video image. In signal processing or computing it can be considered data without meaning; that is, data that is not being used to transmit a signal, but is simply produced as an unwanted by-product of other activities. In Information Theory, however, noise is still considered to be information. In a broader sense, film grain or even advertisements in web pages can be considered noise.Noise can block, distort, or change/interfere with the meaning of a message in both human and electronic communication.In many of these areas, the special case of thermal noise arises, which sets a fundamental lower limit to what can be measured or signaled and is related to basic physical processes at the molecular level described by well-established thermodynamics considerations, some of which are expressible by relatively well known simple formulae.Key words:Circuit noise Circuit interference Circuit signal Peak pulse第1章电路噪声 (1)1.1电路噪声的简单介绍 (1)1.2、电子电路中噪声的产生及抑制方法 (2)第2章噪声的简单分类 (3)2.1、冲击噪声 (3)2.2、热噪声 (3)2.3、闪烁噪声(1/f噪声) (3)2.4、突发噪声(爆米花噪声) (4)2.5、雪崩噪声 (4)第3章几种简单电路的噪声分析 (4)3.1 前置放大器的元件选择原则 (4)3.1.1、采用高精度的运算放大器的必要性 (5)3.1.2、运算放大器对供电电压的要求 (5)3.1.3、满摆幅对输出电压的影响 (5)3.1.4、增益带宽问题的影响 (5)3.2几种简单电路的噪声分析 (6)3.2.1反相放大电路的噪声分析 (6)3.2.2位置敏感探测器测量电路噪声分析 (10)3.2.3 光电探测电路噪声分析 (13)结论 (16)参考文献: (16)致谢 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

第1章电路噪声1.1电路噪声的简单介绍首先是对电路中经常见的噪声做一个介绍。

将噪声定义为电子系统中任何不需要的信号。

噪声会导致音频信号质量下降以及精确测量方面的错误。

板级与系统级电子设计工程师希望能确定其设计方案在最差条件下的噪声到底有多大,并找到降低噪声的方法以及准确确认其设计方案可行性的测量技术。

噪声包括固有噪声及外部噪声,这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。

外部噪声来自外部噪声源,典型例子包括数字交换、60Hz噪声以及电源交换等。

固有噪声由电路元件本身生成,最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。

可以概括地认为,噪声是除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,就称为噪声。

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和条纹的那些电子信号也称为噪声。

可以说,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正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲,这是不期望的,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。

1.2、电子电路中噪声的产生及抑制方法噪声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,这种噪声更厉害电源上存在的噪声:如果是线性电源,首先低频的50Hz就是一个严重的干扰源。

由于初级进来的交流电本身就不纯净,而且是波浪形的正弦波,容易对旁边的电路产生电磁干扰,也就是电磁噪声。

如果是开关电源的话噪声更严重,开关电源工作在高频状态,并且在输出部分存在很强的谐波电压,这些对整个的电路都能产生很大的噪声。

防止方法:合理地接地、采用差分结构传输模拟信号、在电路的电源输出端加上耦电容、采用电磁屏蔽技术、模拟数字地分开、信号线两边走,底线、地线隔离等等。

其实这些在去除噪声的方面只是冰山一角。

本底噪声是由电路本身引起的,由于电源的不纯净,电路的相位裕度和增益裕度不合适等等电路本身和器件的原因。

这部分需要在电路设计时进行改进。

其他噪声是由于电路布局布线不合理等人为因素造成。

而电磁兼容、导线间干扰等模拟电路噪声的消除更多地依赖于经验而非科学依据。

设计人员经常遇到的情况是电路的模拟硬件部分设计出来以后,却发现电路中的噪声太大,而不得不重新进行设计和布线。

这种设计方法在几经周折之后最终也能获得成功。

不过,避免噪声问题的更好方法是在设计初期进行决策时就遵循一些基本的设计准则,并运用与噪声相关的基本原理等知识。

而前置放大器也是减小噪声的一个有效的方法。

前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备,例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。

前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的,已接收的信号先以较小的增益放大,有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正,如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调控制。

这也是减小噪声的一个方法。

第2章 噪声的简单分类在做设计之前,必须仔细审视源自放大器的噪声,一般来说,噪声主要来自五个方面【1-4】:2.1、冲击噪声冲击噪声总是跟直流流动相联系的,它出现在二极管,MOS 晶体管和双极性晶体管中。

I 的波动称为冲击噪声,通常用其均方差来衡量。

写成2i ,这里22()D i I I =- =201lim ()TD T I I dt T →∞-⎰(D I 为平均电流)2.2、热噪声在一般电阻中,是有电子的随机热运动引起的,并不受是否存在直流电流的影响,这是因为导体中典型的电子移动速度远比电子的热运动速度低。

相关主题