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简单说下电路中为什么有噪声?产生这些噪声的原因是什么?

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 04:40:50

噪声所带来的影响

对付仿照电路设计者来说,噪声问题是必须要考虑到的,由于噪声限定了一个电路能够精确处理最小旗子暗记的电平,这也很随意马虎理解,如果待处理旗子暗记很小,而噪声旗子暗记却很大,那待处理旗子暗记就被噪声给覆盖了,在输出端想要复原待处理旗子暗记的波形就非常难了,这个电路在此时就失落去事情的意义了。

例举一个熟习的例子,最近几年自适应降噪蓝牙耳机很受大家的欢迎,有用户在利用时可能会把稳到,纵然打开耳机的降噪功能,乃至在安静的环境中,还是能听到“莎莎”的声音,这个声音就器件中本身的固有噪声,这便是本日给大家阐明的噪声。

简单说下电路中为什么有噪声?产生这些噪声的原因是什么?

噪声类型

在处理仿照旗子暗记时,最随意马虎受到两种不同类型的噪声破坏:器件的电子噪声和“环境”噪声。
“环境”噪声指电路受到电源、地线或者衬底的随机滋扰;器件的电子噪声顾名思义便是指器件自身产生的噪声,最常见的有热噪声和闪烁噪声。

热噪声 :热噪声是由导体中电子的热震撼引起的,它存在于所有电子器件和传输介质中,它是温度变革的结果,但不受频率变革的影响,因此热噪声声谱与绝对温度成正比。

为了便于剖析电路,电阻中的热噪声用一个串联的电压源来仿照,如下图所示。
电阻R是空想电阻,右面电压源来仿照电阻产生的噪声电压。

每单位带宽内的噪声电压为

公式中k为玻尔兹曼常数,T是绝对温度,R为电阻值。

在集成电路中用的最多的器件还是MOS晶体管,MOS管中最大的噪声源是在器件中产生的,对付事情在饱和区的长沟道MOS管的沟道噪声可以用一个连在漏源两端的电流源来仿照,电路图如下

每单位带宽内的噪声电压为

公式中的履历值常设为1,gm为晶体管的跨导,ro是MOS管的体电阻,是由晶体管的沟道长度调制效应所带来的。

闪烁噪声:闪烁噪声由于晶体表面不断产生或整合载流子而产生的噪声。
详细表现为MOS管的栅氧化层和硅衬底的界面是硅单晶的边界,有许多悬挂的键,当电荷载流子走到这个界面时,有一些被随机的俘获,随后又被开释,在这个产生和开释的过程中就产生了闪烁噪声。

闪烁噪声可以用一个与栅极串联的电压源来仿照,每单位带宽内的噪声电压可表示为

从公式中也能看出闪烁噪声在低频时较为明显,因此闪烁噪声也叫1/f噪声。

实例例举

下面给大家举一个模电中最大略共源极单级放大电路打算噪声的例子,电路图如下图(a),如果把噪声(包括上面剖析的热噪声和闪烁噪声)都考虑到,剖析电路如下图(b)。

电阻中每单位带宽内的热噪声输出电压为

晶体管中每单位带宽内的热噪声输出电压为

这里忽略了由晶体管的沟道长度调制效应所带来的体电阻ro

晶体管中每单位带宽内的闪烁输出电压为

把上面三项加起来便是这个共源极放大电路中产生的每单位带宽内的噪声输出电压。

学模电是一个长期的过程,很多知识点理解起来也有些难度,碰着问题欢迎大家在谈论区发言谈论。

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