【正文】 特別感謝我的老師王海軍，他對(duì)本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。兩年多來，楊教授不僅在學(xué)業(yè)上給我 以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向鄭老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作 作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 22 參考文獻(xiàn) [1]李國(guó)林 電子電路與噪聲基礎(chǔ) [M].北京 :高等教育出版社。另外電路噪聲的抑制還要受電路制作成本的制約，因此在設(shè)計(jì)和選定電路之前，一定要根據(jù)電路的性能要求設(shè)定合 理電路參數(shù)，使電路的性價(jià)比達(dá)到最優(yōu)。 結(jié)論：電子電路干擾的產(chǎn)生原因是非常復(fù)雜的，它既有電路內(nèi)部本身產(chǎn)生的干擾，也有外部各種電磁能量的干擾。產(chǎn)生的原因是由于接點(diǎn)開關(guān)的機(jī)械抖動(dòng)所為。但要注意的是要確保低通濾波器外殼有良好的接地、其輸入端與輸出端要產(chǎn)生嚴(yán)格隔離、防止耦 合噪聲。對(duì)近場(chǎng)感應(yīng)耦合、傳導(dǎo)耦合、或因接觸點(diǎn)抖動(dòng)產(chǎn)生的噪聲的抑制 ,有較好的效果。信號(hào)源是非對(duì)稱輸出時(shí) ,可用兩個(gè)變壓器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)稱輸入。在實(shí)際應(yīng)用中 ,電路要完全對(duì)稱是較不容易的。 圖 78 運(yùn)放電源濾波電路 圖 79 穩(wěn)壓管改善自激振蕩電路 其他克服噪聲干擾的方法 對(duì)稱消除噪聲法 電路的完全 對(duì)稱定義為電路有一個(gè)對(duì)地對(duì)稱的輸入極或輸出 ,使其連接外電路的兩導(dǎo)線對(duì)地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線有相同的阻抗 ,并有對(duì)地對(duì)稱的負(fù)載電路。解決的辦法是用 0. 1～ 1μ F 的電容作電源退耦，電容的引線要盡可能的短，如圖 78 所示。這樣就會(huì)產(chǎn)生 噪聲電壓而影響運(yùn)算放大器，使其工作不穩(wěn)定。 19 圖 77 集成電路旁路電容的接法 對(duì)于模擬電路系統(tǒng)，由于電源性能不好，內(nèi)阻較大，往往會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。為了有效地抑制電源線上電壓波動(dòng) ,一般可在靠近每一片集成電路電源管腳處接入 0. 01～0. 1μ F 的旁路電容。 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)且密集 ,故存在著比較大的分布電感。屏蔽罩的形狀對(duì)屏蔽效果影響很大 ,以圓柱形屏蔽效果最好。一般用于屏蔽像線圈等這類向外泄漏磁通的元器件。 [3] 圖 75 靜電屏蔽原理圖 18 電磁屏蔽 減少電感性耦合的有效方法是采用電磁屏蔽。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。另外也防止了導(dǎo)線產(chǎn)生的電力線向外界泄漏 ,成為靜電感應(yīng)的噪聲源。在電路中常見的靜電屏蔽是導(dǎo)線屏蔽。要使靜電屏蔽效果好 ,首先要使屏蔽體接地 ,其次是盡量將被干擾 的部分屏蔽起來 ,使干擾源和被干擾電路的耦合電容減到最小。 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。 通過處理接收方來減小噪聲干擾 屏蔽接收端 通過對(duì)接收端的屏蔽處理可以更好的選取有用信號(hào)而把無用的噪聲信號(hào)濾除，從而達(dá)到消除和減小噪聲干擾的目的。同時(shí)由于它是單向傳輸，消除了回路中的各種干擾因素。目前抗干擾比較強(qiáng)的是光電耦合。 合理選取級(jí)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。因此根據(jù)不同的電路對(duì)參 數(shù)的不同要求，選擇好的電路，不僅可以簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可以減少噪聲對(duì)整個(gè)電路的干擾。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(duì)后級(jí)的影響較小。 圖 74 運(yùn)放消除自激振蕩常用的補(bǔ)償措施 根據(jù)不同的工作頻段、參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)姆糯箅娐?: 電路的選擇關(guān)系到整個(gè)電路的工作狀態(tài)。 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(huì)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)。 系統(tǒng)接地：為了避免大功率電路流過地線回路的電流對(duì)小信號(hào)電路產(chǎn)生影響，通常功率地線和機(jī)械地線必須自成一體。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。但因其接法簡(jiǎn)單，在許多工作中仍被采用。 單點(diǎn)接地：把各級(jí)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)。一般而言低頻電路多采用單點(diǎn)接地而高頻電路多采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，而在公共接地后一定要注意將各單元的接地連接到設(shè)備的金屬外殼或接地線路上并保證連接可靠。線性電路和邏輯電路的 接地也應(yīng)分離。這種小電流的存在，會(huì)使零點(diǎn)參考值發(fā)生改變而產(chǎn)生干擾。雖然理論上電勢(shì)都為零，但由于導(dǎo)體電阻的存在，其參考零點(diǎn)的電勢(shì)是存在微小差別的。如果選擇好適合的偏置電路，噪聲就可以通過旁路電容短接入地，可以抑制噪聲輸出，減小對(duì)下一級(jí)電路的影響。 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。對(duì)電流較大的印制線路板要加大電源線寬度以減小環(huán)路電阻對(duì)電路的。對(duì)易受干擾的最好是用屏蔽層進(jìn)行屏蔽。對(duì)敏感的元件要實(shí)行隔離保護(hù)，特別是可能造成相互干擾的元件不要離得太近，要盡量將其分開。電路布局的基本原則是按電路的功能單元進(jìn)行分布。為保證電源的 穩(wěn)定性和可靠性，在條件允許的情況下最好盡量采用開關(guān)電源或數(shù)字電源。直流電源整流后的脈動(dòng)波形經(jīng)過濾波后脈動(dòng)小，電流線平滑。 采用優(yōu)質(zhì)的電源 電源對(duì)整個(gè)電路的工作狀態(tài)影響極大，電源選擇不好，輕則使電路靜態(tài)工作點(diǎn)偏 14 移，重則將會(huì)給整個(gè)電路帶來沖擊和干擾。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。最后只能通過對(duì)比找出效果最好的管，才解決了問題 。結(jié)果焊好后發(fā)現(xiàn)，其音質(zhì)比原來差。另外如果需要更換晶體管等半導(dǎo)體元件，一定要經(jīng)過對(duì)比選擇。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。 在低頻段，晶體管由于存在勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容等問題，噪聲較大。白熾燈由于電感存在，會(huì)產(chǎn)生很高的異常電壓，成為其他電路的噪聲源。正確用好電聲器件對(duì)降低噪聲至關(guān)重要。使用開關(guān)與繼電器時(shí)，要保證接點(diǎn)良好接觸。使用半導(dǎo)體元件時(shí)，要盡量剪短引線，也可通過并聯(lián)二極管來泄放結(jié)電容的反向穿透電流。再者，半導(dǎo)體元件結(jié)間有結(jié)電容，引腳有引線電感。其次，半導(dǎo)體元件對(duì)光較為敏感，管子的輸出電壓會(huì)隨光通量而變化。焊接時(shí)要求：熱量不能通過導(dǎo)線影響元件性能。可調(diào)電容動(dòng)片與定片間夾有塵土或塵土炭化很容易產(chǎn)生，要密封嚴(yán)密。當(dāng)電路工作時(shí)，它易和附近元件形成自激振蕩，并對(duì)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。選用變壓器一定要注意初級(jí)繞組與次級(jí)繞組間絕緣程度及靜電、磁屏蔽狀況。要求電感絕 緣度高，漏電流小，靜電、磁屏蔽好。線繞電阻要用無感繞線法繞制。選用電阻首先考慮其額定功率，要求留有余地。目前主要從噪聲干擾源，噪聲干擾傳播途徑和接受端來克服和減小噪聲對(duì)電子電路噪聲的不良影響。 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。以上這些方法，雖說它們彼此之間是孤立的，但是在實(shí)踐中，大多聯(lián)合運(yùn)用。 電子產(chǎn)品的常規(guī)檢查方法很多。 （ 11）排除法：在尋找故障過程中，發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)線索后，順著線索追查下去。 （ 9）軟件診斷法：利用軟件功能為調(diào)試者提供自行測(cè)試噪聲大小。 （ 7）模擬法：通過對(duì)無故障機(jī)器和有故障機(jī)器，相同之處的對(duì)測(cè)，相比較來確定故障。對(duì)于線性電路分立元件此法尤其重要。 （ 4）分割法：在尋找故障過程中，通過拔掉部分插件、拔下部分電路板、在電路板上斷線，從前級(jí)往后級(jí)逐步分離電路，分離到?jīng)]有噪聲的位置，則噪聲產(chǎn)生于 與此有關(guān)電路。 （ 3）動(dòng)態(tài)觀測(cè)法：用示波器觀測(cè)電路關(guān)鍵點(diǎn)的波形 來發(fā)現(xiàn)故障。 （ 2）觸摸法：通過人的手指去觸摸元件，發(fā)現(xiàn)是否有松動(dòng)、過熱或無熱現(xiàn)象，間接地去判斷故障。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。輻射耦合的示意圖如圖 516所示。當(dāng)高頻電流通過導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)在導(dǎo)體周圍形成空間傳播的電磁波，一定長(zhǎng)度的信號(hào)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)”。圖 55 中 Rab 為導(dǎo)線 a與導(dǎo)線 b 之間的絕緣電阻，當(dāng)電路絕 緣性能下降時(shí)，即 Rab 變小，則導(dǎo)線 a 上的信號(hào) Vn 通過 Rab 與 Rb 分壓耦合到導(dǎo)線 b 上，從而造成 Vn 對(duì) Vs的干擾。 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。載流導(dǎo)體周圍空間都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，如磁場(chǎng)是交變的，則會(huì)對(duì)其周圍閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，因此，電路中的線圈、變壓器甚至較長(zhǎng)的導(dǎo)線都可能通過電磁感應(yīng)耦合來傳遞噪聲。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(duì)地的分布電容為 Cac 和 Cbc，噪聲信號(hào) Vn 可通過分布電容 Cab 會(huì)疊加在導(dǎo)線 b 上。如某一導(dǎo)體上的信號(hào)電壓變化通過分布電容影響到其他導(dǎo)體上的電位，這種現(xiàn)象稱為電容性耦合，也稱靜電耦合或電場(chǎng)耦合。圖 52(a)中噪聲信號(hào)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(hào) Vs 回 路中，形成常模干擾；圖 52（ b）中噪聲信號(hào) Vn 對(duì)有用信號(hào) V