測(cè)試中的噪聲問(wèn)題

關(guān)于測(cè)試中的噪聲問(wèn)題

噪聲的來(lái)源很復(fù)雜，可以把它們大致歸結(jié)為三種:

1. 元器件產(chǎn)生的固有噪聲

電路中幾乎所有的元器件在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲。晶體管、電阻、電容等元器件產(chǎn)生的噪聲是連續(xù)的，基本上是固定不變的，并且頻譜分布很廣泛。這種噪聲除了改進(jìn)元器件的材料和生產(chǎn)工藝外，幾乎沒(méi)有任何辦法消除。也就是說(shuō)，這種噪聲幾乎可以不用實(shí)驗(yàn)，在圖紙上進(jìn)行計(jì)算就可以推算出來(lái)。好在現(xiàn)在很多優(yōu)質(zhì)元器件的固有噪聲都很小，在設(shè)計(jì)電路時(shí)選擇優(yōu)質(zhì)元器件就可以把這種噪聲壓制到非常小的水平。

2.由于電路本身的設(shè)計(jì)失誤或者安裝工藝上的缺陷而產(chǎn)生的噪聲

電路設(shè)計(jì)失誤往往會(huì)導(dǎo)致電路的輕微自激（一種自由振蕩狀態(tài)），從而產(chǎn)生噪聲。安裝工藝失誤的情況就稍微復(fù)雜一些，比如接插件接觸不良、接觸表面形成二極管效應(yīng)或者接觸電阻隨溫度、振動(dòng)等影響發(fā)生變化而導(dǎo)致信號(hào)傳輸特性變化，產(chǎn)生噪聲。還有元器件排布上的失誤，例如將高熱的元器件排布在對(duì)溫度敏感的元器件旁邊，或者將一些有輕微振動(dòng)的元器件放在對(duì)振動(dòng)敏感的元器件旁邊，或者沒(méi)有足夠的避震措施……等等這些，都會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲。這些噪聲可以說(shuō)都是人為造成的。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的電子設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，這些噪聲都是可以避免或者大大減輕的。

3.干擾噪聲

干擾噪聲的存在非常廣泛，也是經(jīng)常被提起的。這種噪聲來(lái)源很復(fù)雜，主要包括幾個(gè)方面：

（1）空間輻射干擾噪聲

任何導(dǎo)體通過(guò)交變電流的時(shí)候都會(huì)引起周?chē)?a title="電場(chǎng)強(qiáng)度">電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，這種變化就是電場(chǎng)輻射，同樣，像變壓器這樣的磁體也會(huì)引起周?chē)艌?chǎng)強(qiáng)度的交替變化。我們知道，交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的閉合導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生和電場(chǎng)磁場(chǎng)變化頻率相同的交變電流，也叫感應(yīng)電流。音響設(shè)備中所有的元器件、導(dǎo)線、電路板上的銅箔都是電導(dǎo)體，因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流疊加在信號(hào)中就會(huì)產(chǎn)生噪聲。

（2）線路串?dāng)_噪聲

某些電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)。這些干擾信號(hào)通過(guò)電源、信號(hào)線等線路直接耦合進(jìn)入測(cè)試設(shè)備中。

（3）傳輸噪聲和地電流串?dāng)_

這種噪聲是信號(hào)在傳輸過(guò)程中由于傳輸介質(zhì)的問(wèn)題產(chǎn)生的，比如接插件的接觸不良、信號(hào)線材質(zhì)不佳、地電流串?dāng)_等等。其中，地電流串?dāng)_是經(jīng)常容易被忽視的問(wèn)題。

由于普通用途的器材大多采用非平衡傳輸方式，信號(hào)線的外屏蔽層實(shí)際上也參與信號(hào)的傳輸。通常屏蔽層與測(cè)量系統(tǒng)的“地”連接，大多數(shù)器件的地是和設(shè)備的外殼相連的，并且和供電線路提供的“大地”相連接。在正常情況下，供電的大地是非常理想的，它使得所有連接線路的“地”都是平等的。但是，一旦這個(gè)接地出現(xiàn)故障，甚至某些不完善的供電線路會(huì)將這個(gè)地與市電的“零線”連接，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題了。此時(shí)，消耗功率大的設(shè)備的“地”電壓比別的設(shè)備要“高一點(diǎn)”，并且這個(gè)高低的差別還會(huì)隨著消耗功率的大小發(fā)生變化。另外，在靠近有電機(jī)等電磁場(chǎng)變化較大的環(huán)境中，除了空間輻射干擾噪聲外,還會(huì)出現(xiàn)地電流串?dāng)_問(wèn)題。眾所周知，一般的信號(hào)線中傳輸?shù)男盘?hào)是很微弱的，因此地電流串?dāng)_足以使得信號(hào)線中傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生很大的變化，除了產(chǎn)生失真外，也包含了一定的噪聲。并且，由于接地不良，空間輻射對(duì)于信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸矔?huì)加劇。在多通道和存在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中振動(dòng)測(cè)量時(shí)，接地回路和長(zhǎng)電纜的使用往往是存在干擾和噪聲的問(wèn)題。

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