2 n 2 nr 2 2
2 L2 4kT B 4kTRe B r
得到如图8.2.5(b)所示的等效电路。
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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。
三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（二）辐射噪声
不接触感染噪声。模拟电路工作需要电源、地线、输入和输 出引线，这些引线可将外界干扰引入模拟电路。而电磁辐射信号 直接作用到模拟电路上，使模拟电路受到干扰。例如，电路板上 单片机的晶体振荡器，就是一个电磁辐射源，可以干扰模拟电路 的工作。
随着信号频率的提高，PCB上相邻信号线间的串扰将成正比 地增加，并且信号线上的反射将会相应增加。如果频率更高一些， 对布线的长度就有更严格的限制，根据分布参数的网络理论，高 速电路与其连线间的相互作用是决定性因素，在系统设计时不能 忽略。
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（二）辐射噪声
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（三）传导噪声
由传输线物理连接接触传染的噪声。如PCB上的传导线可能 会有50赫兹的工频噪声，如效率高的开关电源却是一个高频噪声 源。传导噪声的根源最终还是来源于器件噪声和辐射噪声，器件 噪声和辐射噪声最后都体现在传导噪声上。如模拟地和数字地的 连接共地噪声。
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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。
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（三）传导噪声
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（三）传导噪声
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四、电子电路抗干扰设计的依据
抑制干扰源
切断干扰途径 保护敏感器件
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1
AP : 放大电路的功率增益
Pn01 ：输入端的噪声功率Pni经放大电路放大后在输出端的噪声 功率
Pn02 ：放大电路自身产生的噪声在输出端的功率
结论： 实际Nf>1。理想情况下Pno2=0，才可能使Nf=1。
其值越接近于１, 则表示该放大器的内部噪声越小。放大器Fra bibliotek噪声性能越好。
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三、电路板设计时应考虑的噪声种类
（二）辐射噪声
通常高速电路的功耗和热耗散也都很大，在做高速PCB时应 引起足够的重视。 当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时，对 这些信号线就需要特别的关照，小信号由于太微弱，非常容易受 到其它强信号的干扰，屏蔽措施常常是必要的，否则将大大降低 信噪比。以致于有用信号被噪声淹没，不能有效地提取出来。
者都得到同样的放大, 那么放大器的输出信噪比与输入信噪比相等。
输入信噪比与输出信噪比的比值, 即:
Nf
S / N i S / N o
Psi / pni Ps 0 / pn 0
用分贝数表示: psi /pni dB N f 10lg pso /pno
Nf
S / N i S / N o
指信源电阻的热噪声； 指放大器的噪声电流
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噪声系数：描述放大器噪声性能的一个重要指标 噪声系数的定义
1、信噪比： 四端网络某一端口处信号功率与噪声功率之比。 信噪比SNR(Signal to Noise Ratio)通常用分贝数表示。
ps S/N 10lg (dB） pn ps :某特定频 率 信号的功率 pn：噪声功率
声功率经放大后在输出端所产生的噪声功率Pno1有关，而与输
入信号大小无关。
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噪声系数的表示
Nf pno P Pno2 p AP Pno2 no1 ni pni AP pni AP pni AP Pno2 P 1 no2 pni AP pno1
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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。 对图8.2.5(a)所示的电路来说，损耗电阻 声电压均方值为 2 4kTrB nr
r 所产生的噪
在回路谐振时，折算到
ab两端的电压均方值为
L Q 4kTrB r
2 n 4kTRB
2 in 4kTGB
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由于电阻受热影响，其起伏噪声电压的变化是不规则的, 其 瞬时振幅和瞬时相位是随机的, 所以无法计算其瞬时值。只能统 计其平均值，一般用电压均方根值表示。为便于运算，把电阻 R看作一个噪声电压源（或电流源）和一个理想无噪声的电阻 串联（或并联），如图所示。
抑制干扰源常用的方法
(1)消除线圈反向电动势的方法
减 少 辐 射 和 传 导 噪 声
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抑制干扰源常用的方法
(2)消除接点火花的方法
减 少 辐 射 噪 声
抑制干扰源常用的方法
(3)减小电机电磁噪声的方法
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LI=L2=100μH、C1=C2=4700pF、C3＝0.01μF左
右．C1、C2接电机外壳。注意电容、电感的引线要 尽量短。
减 少 辐 射 噪 声
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抑制干扰源常用的方法
(4)减小高频噪声对IC干扰的方法
每个IC并接一个0.01～O.1μF的高频滤波电容
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当实际电路中包含多个电阻时。每一个电阻都将引
入一个噪声源。一般若有多个电阻并联时，总噪声电流
等于各个电导所产生的噪声电流的均方值相加，若有多 个电阻串联时，总噪声电压等于各个电阻所产生的噪声 电压的均方值相加。
例：电阻热噪声的计算
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结论：电阻越大、温度越高，电阻的热噪声越大。
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闪烁噪声（1/f 噪声） 由于半导体晶体表面不断产生或整合载流子而产 生的噪声。闪烁噪声大多集中在低频范围，对电阻器 及半导体会造成干扰，而双极芯片所受的干扰比场效 应晶体管大。其功率频谱密度随频率降低而增大。在
高频工作时, 可以忽略闪烁噪声。
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散粒噪声（Shot Noise）
电子系统的噪声和干扰
一、研究噪声和干扰的必要性
设计人员经常遇到的情况：硬件部分设计出来以 后，却发现电路中的噪声太大，不得不进行重新设计
和布线。
电子电路的噪声问题更多地依赖于经验去解决, 而不是根据规范的方法和严格的科学计算。但是， 避免噪声还是存在一定的设计准则去遵循，并在电
路设计开始时，就应该认真考虑与噪声相关的问题。
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在频带宽度B内产生的热噪声电压均方值和电流的均方 值分别为
2 n 4kTRB
2 in 4kTGB
以上各式中， 为玻耳兹曼常数（Soltzmann Constant） k
T k =1.38×1023 J K ； 为热力学温度，单位为K 。
因此，噪声电压或电流的有效值为
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电子系统的噪声和干扰
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, 称为内部噪声。 PCB调试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
半导体的表面若受到污染便会产生这种噪声，
其影响长达几毫秒至几秒，噪声产生的原因仍然
未明，在正常情况下，并无一定的模式。生产半 )：
导体时若采用较为洁净的工艺，会有助减少这类 噪声。
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运算放大器噪声
运放输入端等效（换算）噪声电压的计算：
输入参照噪声总量
其中，
指放大器的噪声电压；
指信源电阻；
i 2qI e B
2 en
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散粒噪声（Shot Noise）
对于场效应管来说： 散粒噪声是由栅极内的电荷不规则起伏所引起的噪
声。对结型场效应管来说，则由通过PN结的漏电流引
起的噪声电流均方值为
i 2qI G B
2 ng
式中 I G为栅极漏泄电流。
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爆米花噪声(popcorn frequency)
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起伏电流流经电阻 R时，电阻两端就会产生噪声电压n 和噪声功率。常以 SV ( f )表示噪声的电压功率谱密度， I ( f ) S 表示噪声的电流功率谱密度。
理论和实践证明，当温度为T（K）时，阻值为R的电阻所
产生的噪声电压功率谱密度和噪声电流功率谱密度分别为
1 S I ( f ) 4kT 4kTG R
psi S/N 输入信噪比： i 10lg (dB） pni
S/N 输出信噪比： o
pso 10lg (dB） pno
体会：信噪比表示信号本身质量的好坏，信噪比越大，
说明信号本身的质量越好。
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如果放大器内部不产生噪声, 当输入信号与噪声通过它时, 二 而实际放大器是由晶体管和电阻等元器件组成,热噪声和散粒噪声 构成其内部噪声, 所以输出信噪比总是小于输入信噪比。为了衡量 放大器噪声性能的好坏, 提出了噪声系数这一性能指标。 放大器的噪声系数Nf(Noise Figure)定义：