电路中的噪声是指电信号中的随机变化,包括但不限于杂波、干扰、漂移和噪声等。 在电子设备中,产生噪声的原因有很多,下面将从不同的角度来阐述。
在电子元件的使用过程中,由于温度变化、介质缺陷等因素引起的电子元件内部噪声会对电路造成干扰。例如,电阻的焦耳热产生的噪声是与电阻本身、电阻的大小和电阻的温度有关的。而电容的噪声则与电容器的材料、内部电场、摩擦、表面缺陷等有关,同样也与电容器的大小和温度有关。
此外,晶体管是典型的产生噪声的元件,其噪声主要来自于它的结构缺陷、欧姆接触、表面反射、注入效应等因素。因此,在电路设计中,需要考虑到元器件的内部噪声对系统性能的影响。
电路中电磁干扰主要分为三种形式,即感应耦合、电容耦合和辐射干扰。在这些干扰形式下,电路产生的噪声与电路周围的环境因素有关,例如电源线、电磁场、馈线、信号源等。
感应耦合是电路中最常见的干扰形式,当高频信号穿过一个导体并交叉另一个导体时,会在另一端感应出同样的模拟信号。如果这个信号是噪声,那么就会对受干扰的电路产生影响。
电容耦合是电路中的另一种干扰形式,主要来源于电路元器件之间的电容耦合现象。当电路中两个元件之间的直流电压差发生变化时,就会在电容元件中产生电流,从而形成电容耦合干扰。
辐射干扰主要是指电路周围的电磁波对电路的干扰。它包括近场干扰和远场干扰两种形式。电磁波在两个导体之间传播时,会在接受器的天线上感应到信号,从而引起输入端的干扰。
电路的布局和设计也会对噪声产生影响。例如,在高速数字电路中,信号只会沿一条线束传输,一旦两个相邻的线束互相靠近,就会产生交叉耦合和干扰。因此,为了尽可能减少电路的交叉耦合和干扰,需要合理的电路布局。
此外,电路的接地系统也会影响电路的噪声水平。电路中的所有参考电位最好都在同一个地方汇集,从而减少参考电位的变化和交叉耦合。
环境温度的变化会引起元器件参数的变化,从而导致电路产生噪声。例如,在微小信号放大器中,温度随机变化会导致放大器的放大倍数发生变化,这种变化就会体现在输出信号上。
因此,在电路设计和使用过程中,需要注意环境温度的影响,并采取相应的措施来降低温度变化对电路带来的干扰。