【正文】 ............................ 17 屏蔽接收端 ........................................................................................................ 17 靜電屏蔽 ............................................................................................................ 17 電磁屏蔽 ............................................................................................................ 18 加入濾波電容和補(bǔ)償電路 ................................................................................... 18 其他克服噪聲干擾的方法 ............................................................................................. 19 對稱消除噪聲法 ................................................................................................. 19 濾波方法 ............................................................................................................ 20 1 隨著人們生活水平的提高，各種家電 ，手機(jī)、電視、電腦等高精度電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了普通百姓的家庭，成為人們生活不可缺的電子產(chǎn)品。這些設(shè)備或系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會向周圍發(fā)射電磁能量，對其他的電 子設(shè)備產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重時(shí)可以造成一定的傷害。本研究重點(diǎn)對電子噪聲的來源及其抑制方法進(jìn)行討論。而電子電路的噪聲抑制也應(yīng)經(jīng)成為一個(gè)必須解決的問題，因?yàn)殡娮釉肼曉斐傻奈：κ菬o法估量的，輕則使電子設(shè)備或系統(tǒng)的工作性能等級下降，重則使人們的名財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅。從原理上說，任何電子線路都有噪聲，但一 般情況下電子電路中的噪聲強(qiáng)度都很弱，因此它的影響主要出現(xiàn)在有用信號比較弱的場合，如接收機(jī)的前級電路或多級高效增益的音頻放大、視頻放大器中。從一段時(shí)間看，進(jìn)出電阻的電子量是一樣的，因而電阻兩端的平均電壓應(yīng)為零；但就某一瞬間看，電阻兩端的電子量是不可能一致的，因而電阻兩端的電勢 e 的大小是隨機(jī)變化的。其在單位頻帶上電阻兩端的噪聲電壓均方值為： ）（ z/2k4)f( HVTRS ? 式中 T為熱力學(xué)溫度， k為波爾茲曼常數(shù)。除熱噪聲外，其它許多噪聲源也有這種特性，同樣稱之為白噪聲。晶體二極管是由一個(gè) P型半導(dǎo)體和一個(gè) N型半導(dǎo)體形成的 PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)， PN 結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。 這種噪聲的大小既與溫度有關(guān)，也與電阻的大小有關(guān)。由于越過 PN 結(jié)的少數(shù)載流子將會不斷遭受散射而改變方向，同時(shí)又會不斷復(fù)合與產(chǎn)生，因此載流子的速度和數(shù)量將會出現(xiàn)起伏，從而造成通過 PN 結(jié)的電流和相應(yīng)其上的電壓的漲落，這就是散粒噪聲。散粒噪聲在少數(shù)載流子工作的半導(dǎo)體器件（雙極型器件）中起很 大作用。正是閃變噪聲與頻率近似具有反比的關(guān)系，所以也就常常稱這種噪聲為 1/f噪聲。 在沒接外加偏壓時(shí)，兩個(gè) PN 接面會形成耗盡 層 ，將中性的 p 區(qū) 和 n 區(qū)隔開 。因此，熱噪聲既與溫度 T 有關(guān)，也與電阻 R 有 關(guān)。散粒噪聲與熱噪聲具有相同形式的表示式，它也是一種與頻率無關(guān)的白噪聲。在共基 極組態(tài)中，輸入端的散粒噪聲電流與發(fā)射極電流 IE 成正比；在共發(fā)射極組態(tài)中，輸入端的散粒噪聲電流與基極電流 IB成正比；而輸出端的散粒噪聲電流與集電極電流 IC 成正比。 (3)場效應(yīng)管： 場效應(yīng)管是 根據(jù)三極管的原理開發(fā)出的新一代放大元件，有 3 個(gè)極性，柵極，漏極，源極，它的特點(diǎn)是柵極的內(nèi)阻極高，采用二氧化硅材料的可以達(dá)到幾百兆歐，屬于電壓控制型器件。特別是碳膜電阻，其內(nèi)部的碳質(zhì)材料內(nèi)部存在許多微小顆粒，顆粒之間是不連續(xù)的。在電流通過時(shí)其線圈的電感和外殼的分布電容向周圍輻射的電磁能量，其能量會對周圍的電路產(chǎn)生干擾。理論上和實(shí)踐中經(jīng)常要考慮信號功率與噪聲功率的比值，這個(gè)比值就叫做信噪比。 7 噪聲系數(shù) 實(shí)際電路的輸入信號通?；煊性肼?。 噪聲系數(shù)通常也用 dB 表示： Nf(dB)=10lg(No/KpNi)，其中 Kp 是功率增益 。 源內(nèi)阻 Rs 在 Tn時(shí)產(chǎn)生的額定噪聲功率 Nim=kTnBn，根據(jù) Tn 的定義則有：有 :Nim Nm/Kpm= Tn可表示為 :Tn= Nm/KpmBnk 噪聲溫度可噪聲系數(shù)之間可以互換，可得 :Nf=1+Tn/，由于 Nf=1，故其噪聲溫度為零。而對于低噪聲器件和低噪聲電路，在衡量或比較它們的噪聲性能時(shí)，則用噪聲溫度比較合適，比如有兩個(gè)低噪聲放大器，其噪聲系數(shù)分別為 ，噪聲性能似乎相差不大，但用噪聲溫度表示時(shí)，則分別為 ，即相差一倍，可見，在低噪聲場合用噪聲溫度，其 噪聲性能的差異反映在數(shù)量變化上比較明顯。上面我們已談到噪聲源。 公共阻抗耦合 公共阻抗耦合是噪聲源和信號處理電路具有公共阻抗時(shí)的傳導(dǎo)耦合。圖 52(a)中噪聲信號比值 1/100000 1 1 1 DB 數(shù) 80 60 40 20 比值 2 2 3 5 DB 數(shù) 3 6 14 9 Vn 串接到有用信號 Vs 回 路中，形成常模干擾；圖 52（ b）中噪聲信號 Vn 對有用信號 Vs 形成共模干擾。圖 53中，導(dǎo)線 a,導(dǎo)線 b之間存在分布電容 Cab，導(dǎo)線 a和導(dǎo)線 b 對地的分布電容為 Cac 和 Cbc，噪聲信號 Vn 可通過分布電容 Cab 會疊加在導(dǎo)線 b 上。 10 圖 54 電磁感應(yīng)耦合 漏電耦合 漏電耦合是電阻性耦合方式。當(dāng)高頻電流通過導(dǎo)線時(shí)，就會在導(dǎo)體周圍形成空間傳播的電磁波，一定長度的信號傳輸線既可作為發(fā)射天線，也可作為接收天線，這就是所謂的“天線效應(yīng)”。電子產(chǎn)品常規(guī)的檢查方法如下： （ 1）觀察法：通過人的視覺去發(fā)現(xiàn)故障。 （ 3）動態(tài)觀測法：用示波器觀測電路關(guān)鍵點(diǎn)的波形 來發(fā)現(xiàn)故障。對于線性電路分立元件此法尤其重要。 （ 9）軟件診斷法：利用軟件功能為調(diào)試者提供自行測試噪聲大小。 電子產(chǎn)品的常規(guī)檢查方法很多。 7 噪聲干擾的克服方法 抗干擾是一個(gè)非常復(fù)雜、實(shí)踐性很強(qiáng)的問題，一種干擾現(xiàn)象可能是由若干因素引起的。選用電阻首先考慮其額定功率，要求留有余地。要求電感絕 緣度高，漏電流小，靜電、磁屏蔽好。當(dāng)電路工作時(shí)，它易和附近元件形成自激振蕩，并對鄰近電路產(chǎn)生干擾 13 選用電容時(shí)須注意：高、中頻電路的電容要盡量縮短連接導(dǎo)線的跨度，不要分別接地。焊接時(shí)要求：熱量不能通過導(dǎo)線影響元件性能。再者，半導(dǎo)體元件結(jié)間有結(jié)電容，引腳有引線電感。使用開關(guān)與繼電器時(shí)，要保證接點(diǎn)良好接觸。白熾燈由于電感存在，會產(chǎn)生很高的異常電壓，成為其他電路的噪聲源。而且柵極與導(dǎo)電溝槽間的反向電流 I g 產(chǎn)生的散粒噪聲很小。結(jié)果焊好后發(fā)現(xiàn)，其音質(zhì)比原來差。同樣，電路中的碳膜電阻與金屬膜電阻的噪聲系數(shù)也是不一樣的，金屬膜電阻的噪聲比碳膜的要小。直流電源整流后的脈動波形經(jīng)過濾波后脈動小，電流線平滑。電路布局的基本原則是按電路的功能單元進(jìn)行分布。對易受干擾的最好是用屏蔽層進(jìn)行屏蔽。 抑制和減少輸入端偏置電路的噪聲 輸入端偏置電路噪聲一般是由輸入端偏置分流電阻產(chǎn)生的。雖然理論上電勢都為零，但由于導(dǎo)體電阻的存在，其參考零點(diǎn)的電勢是存在微小差別的。線性電路和邏輯電路的 接地也應(yīng)分離。 單點(diǎn)接地：把各級單元電路的地線接在同一點(diǎn)上 (如圖 72)采用這種應(yīng)運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)是不存在環(huán)形地回響，因而也不存在地環(huán)流，各電路的接地點(diǎn)只與本電路的地電流和地阻抗有關(guān)。其示意圖如（圖 73）： 電路 1 電路 2 電路 3 16 圖 73 串聯(lián)接地示意圖 多點(diǎn)接地：為了降低阻抗，地線一般用寬銅皮鍍銀作為接地母線。 加入校正電路 產(chǎn)生自激振蕩的原因不僅僅是由于電源電壓造成的，有時(shí)負(fù)反饋過強(qiáng)也會產(chǎn) 生自激振蕩，這時(shí)消除自激振蕩的方法是在電路中加入校正網(wǎng)絡(luò)。如共射組態(tài)連接時(shí)，電路有較高的放大增益，同時(shí)它的噪聲對后級的影響較小。 合理選取級間藕合也可以抑制噪聲 不同的電路特點(diǎn)要求有不同的偶合方式。同時(shí)由于它是單向傳輸，消除了回路中的各種干擾因素。 靜電屏蔽 靜電屏蔽是切斷電容耦合的一個(gè)十分有效的方法。在電路中常見的靜電屏蔽是導(dǎo)線屏蔽。屏蔽罩必須良好接地 ,是干擾電流直接經(jīng)屏蔽罩入地 ,而不經(jīng)過放大器的輸入電阻。一般用于屏蔽像線圈等這類向外泄漏磁通的元器件。 圖 76 電磁屏蔽原理圖 加入濾波電容和補(bǔ)償電路 在數(shù)字電路系統(tǒng)中 ,由于印刷電路板上的線條非常細(xì)且