第三章干扰噪声及其抑制2015

电路噪声分析与抑制如何降低电路中的噪声干扰电路噪声是指由电子元件、电磁辐射和信号传输引起的非期望的电信号。

在电路设计和应用中，噪声干扰可能会严重影响电路的性能和稳定性。

因此，进行电路噪声分析并采取相应的抑制措施是非常重要的。

一、电路噪声分析1.1 噪声源的分类在电路中，常见的噪声源主要有热噪声、亚噪声和间歇性噪声。

热噪声是由于器件内部的热能激发电子产生的，它具有平稳的功率谱密度特性；亚噪声是由于元件本身的特性和参数引起的，具有有限的频带特性；间歇性噪声则是由于某些不稳定因素引起的非周期性突发噪声。

1.2 噪声的传递和放大噪声在电路中的传递和放大过程中会经历多个元件，例如电阻、电容和电感等。

这些元件都存在着与频率相关的阻抗，从而对不同频率的噪声具有不同的放大特性。

因此，在电路设计中，需要仔细考虑元件的频率响应和阻抗匹配，以降低噪声的传递和放大程度。

二、电路噪声抑制方法2.1 降低热噪声为了降低电路中的热噪声，可以采取以下方法：（1）降低电阻温度：选择低温系数的电阻材料，并采取散热措施，降低电阻温度。

（2）降低放大器增益：在放大器设计中，合理控制放大器的增益，从而减小热噪声的放大程度。

2.2 减小亚噪声为了减小电路中的亚噪声，可以采取以下方法：（1）优化元件选择：选择具有低噪声特性的元件，如低噪声放大器、低噪声电源等。

（2）降低元件温度：通过散热或制冷措施降低元件的温度，从而降低亚噪声的产生。

2.3 抑制间歇性噪声为了抑制电路中的间歇性噪声，可以采取以下方法：（1）屏蔽和隔离：使用屏蔽罩、隔离层等材料，将噪声源与敏感器件分离，减少噪声的传递。

（2）滤波和去噪：通过滤波器、去耦电容等器件，将噪声滤除或降低至可接受范围。

三、电路噪声分析与抑制的实践应用为了进一步说明电路噪声分析与抑制的实践应用，本节将以手机音频电路为例进行讨论。

3.1 噪声分析手机音频电路中常常存在各种噪声源，如电源噪声、射频干扰和数字信号串扰等。

传感器中的噪声和干扰抑制技术传感器是现代科技领域中的重要组成部分，被广泛应用于各个领域。

然而，传感器在工作过程中常常会受到噪声和干扰的干扰，降低了其性能和准确性。

为了解决这一问题，人们提出了各种噪声和干扰抑制技术，本文将从几个方面详细介绍这些技术的原理和应用。

一、噪声来源与分类在了解噪声和干扰抑制技术之前，我们首先需要了解噪声的来源和分类。

噪声主要可以分为外部噪声和内部噪声。

外部噪声主要来自于环境，如电磁辐射、震动、温度变化等。

内部噪声则是由于传感器本身的结构和电路等因素引起的，如放大器电路噪声、电源噪声等。

根据频率范围的不同，噪声可以进一步分为低频噪声、中频噪声和高频噪声。

低频噪声一般在1Hz以下，主要来源于环境震动和温度变化等；中频噪声在几百Hz至几百kHz范围内，主要由电磁干扰引起；高频噪声则在几百kHz以上，如来自于放大器电路的噪声。

二、噪声抑制技术1. 信号滤波技术信号滤波技术是最常用的噪声抑制技术之一。

滤波器可以根据噪声的频率范围进行选择。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

低通滤波器用于滤除高频噪声，高通滤波器则用于滤除低频噪声，带通滤波器和带阻滤波器可以根据实际噪声频谱的分布来选择。

2. 系统抗干扰技术系统抗干扰技术主要包括防电磁干扰和防震动技术。

防电磁干扰主要通过合理设计传感器的结构和电路布局以及屏蔽等手段来降低外界电磁信号对传感器的干扰。

防震动技术则通过采用减振材料、调整传感器的安装方式等方式来降低震动对传感器的影响。

3. 信号处理技术信号处理技术是一种较为复杂的噪声抑制技术，它可以通过对传感器采集到的信号进行处理，提取有用的信息并滤除噪声。

常见的信号处理技术包括数字滤波、小波变换、自适应滤波等。

这些技术可以对传感器信号进行干扰抑制、特征提取和信号重建等处理，从而提高传感器的性能。

三、干扰抑制技术的应用噪声和干扰抑制技术在各个领域都有广泛的应用。

例如，在无线通信领域，通过采用合适的信道编码和解码技术，可以降低信道噪声对通信质量的影响，提高通信的可靠性和性能。

模拟电路设计中的噪声与干扰抑制技术在模拟电路设计中，噪声与干扰一直是一个令人头疼的问题。

噪声和干扰会影响电路的性能和稳定性，因此在设计电路时需要采取一些技术手段来抑制噪声和干扰。

本文将介绍一些常用的噪声与干扰抑制技术，帮助工程师们在设计模拟电路时提高抗干扰能力。

首先，对于抑制噪声，我们可以采用滤波器来减小噪声对电路的影响。

滤波器可以将噪声信号中的高频成分滤除，从而减小对电路的干扰。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。

通过合理选择滤波器的参数和类型，可以有效地抑制噪声对电路的影响。

其次，对于抑制干扰，我们可以采用屏蔽技术来阻止外部干扰信号对电路的影响。

屏蔽技术包括电磁屏蔽和功率线屏蔽。

电磁屏蔽是通过在电路周围添加屏蔽罩或金属壳来屏蔽外部电磁干扰信号；功率线屏蔽则是通过设计合理的电源线路布局和滤波器来减小电源线对电路的干扰。

通过屏蔽技术，可以有效地减小外部干扰信号对电路的影响，提高电路的稳定性和可靠性。

此外，对于一些对噪声和干扰敏感的电路，还可以采用差分信号传输技术来抑制噪声和干扰。

差分信号传输技术通过在信号线上同时传输正向和反向信号，并在接收端通过差分放大器将两个信号相减得到原始信号，从而抵消噪声和干扰对信号的影响。

通过差分信号传输技术，可以提高信号的抗干扰能力，减小噪声和干扰对电路的影响。

总的来说，在模拟电路设计中，噪声与干扰抑制技术是非常重要的。

通过合理选择滤波器、采用屏蔽技术和差分信号传输技术，可以有效地减小噪声和干扰对电路的影响，提高电路的性能和稳定性。

希望以上介绍的技术能够帮助工程师们在设计模拟电路时更好地抑制噪声与干扰，提高电路的可靠性和抗干扰能力。

接地是抑制噪声、防止干扰的主要方法接地是抑制噪声、防止干扰的主要方法；接地可以理解为一个等电位点或等电位面；是电路或系统的基准电位；但不肯定为大地电位；为了防止雷电可能造成的损坏和爱护工作人员的人身平安；电子设备的机壳和机房的金属构件等；必需与大地相连接；而且接地电阻一般要很小；不能超过规定值。

大多数产品都要求接地；虽然接地可以是真正接地；隔离或浮地；但接地结构必需存在；接地常常与为信号供应电流的回路相混淆；实际中；部分接地问题是与PCB有关的；这些问题归结为在模拟及数字电路之间供应参考连接及在PCB的地层和金属外壳之间供应高频连接。

尽管是EMC设计中最重要的方面；但是这个问题并不简单直观理解；而且通常也很难建模或分析；由于有很多无法掌握的因素影响；导致许多工程师对此不理解；其实每个电路最终都要有一个参考接地源；这是无法选择苏事实；电路设计之初就应当首先考虑到接地设计；接地是使不盼望噪声；干扰微小化并对电路进行隔离划分的一个重要方法；适当应用PCB的接地方法及电缆屏蔽将避开很多噪声问题；设计良好的接地系统的一个优点就是以很低的成本防止不盼望有的干扰及放射；还有；接地这个词对不同领域的技术人员有不同的含义。

1。

电路设计中的噪声与干扰抑制电路设计是现代电子领域中的核心任务之一，而噪声与干扰抑制则是电路设计中至关重要的一环。

在电子设备中，噪声和干扰是不可避免的，它们会对电路的性能和稳定性产生负面影响。

因此，有效地抑制噪声和干扰是确保电路性能优越的关键。

1. 噪声与干扰的来源噪声是电路中不受控制的信号，其源头可以是来自外界的环境噪声，也可以是内部元件和电路的内部噪声。

常见的外界噪声包括电源线噪声、射频干扰以及电磁辐射等。

内部噪声则主要来自于电路元件和器件自身的热噪声、1/f 噪声以及杂散噪声等。

2. 噪声与干扰对电路性能的影响噪声和干扰会干扰电路的正常工作，降低系统的灵敏度和信噪比，增加误差和失真。

在低信号水平条件下，噪声可以完全掩盖目标信号，导致数据丢失或者误判。

此外，噪声还会对灵敏的电路产生交叉干扰，影响系统的稳定性和可靠性。

3. 电路设计中的噪声抑制技术为了有效地抑制噪声和干扰，在电路设计中应该采取相应的措施。

以下是常见的几种噪声抑制技术：3.1. 模拟域技术：在模拟电路设计中，可以采用滤波器来抑制噪声。

常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

滤波器可以根据不同的频率范围选择不同的类型和参数，以抑制噪声和干扰信号。

3.2. 数字域技术：在数字电路设计中，可以利用数字信号处理技术来抑制噪声。

例如，通过数字滤波器和降噪算法可以滤除噪声信号，提高系统的抗噪声性能。

此外，采用差分信号传输、编码解码和纠错技术等手段，可以有效降低噪声和干扰对数字信号传输的影响。

3.3. 接地和屏蔽技术：良好的接地和屏蔽设计可以降低电路中的噪声和干扰。

例如，在 PCB 设计中，应合理规划接地和电源线的走向，减少电路回环、交叉耦合和地线共模噪声等问题。

同时，对于高频电路，需要采用屏蔽罩和屏蔽设备来降低电磁辐射和射频干扰。

4. 电路设计中的干扰抑制技术除了噪声抑制外，干扰抑制也是电路设计中不可忽视的问题。

以下是一些常用的干扰抑制技术：4.1. 路径隔离和布局优化：合理的电路布局可以减少信号之间的串扰和交叉干扰。

测量系统的干扰及其抑制方法在实际测量中，人们常发现即使所选用的测量系统是由高精度、高稳定度、高质量的仪器所组成的，并且频率响应特性也很好，但在实际现场使用时，仍难免会受到程度不同的各种噪声的干扰。

在测量系统中，由于内部和外部干扰的影响，会在测量信号上叠加干扰电压或电流，通常把这种干扰信号称为噪声，噪声是电路中的一些非所期望的无用电信号。

当所测信号很微弱时，难免会出现噪声淹没信号的现象。

例如，在火箭或飞机发动机实验现场中，测试系统所面临的工作环境是很复杂的，各种电气系统交织在一起同时工作，通过各种传输渠道将噪声耦合到测量电路。

不可避免地会影响到测量结果。

因此，解决干扰问题是关系到测试工作的成败和测量结果精度高低的重要条件之一。

这也是测试工作者必须掌握的基本知识。

但干扰问题是一个复杂的问题，篇幅所限，这里只作简要介绍，详细内容可参看有关书籍。

1、干扰源为了抑制和减弱干扰，首先要弄清噪声的来源及其传播方式和途径。

干扰源即产生噪声的来源。

从来源上讲一般可分为外部噪声和内部噪声。

外部噪声一般是指测试系统外部的电气设备在接通与断开时产生的瞬变电火花或辐射电磁波。

内部噪声是指系统内部固有的噪声，系统内信号间的串扰等。

若按噪声的产生原因和传播方式分类，可分为静电噪声、磁噪声、电磁辐射噪声、公共阻抗噪声等。

一般常见干扰(噪声)源有以下几种。

（1）外部干扰外部干扰又可分为来自自然界的干扰和来自电器设备的干扰。

例如，大气层发生的雷电、电离层的变化、太阳黑子的电磁辐射、来自宇宙的电磁辐射等。

对于长期存在的自然干扰，由于能量微弱，可以忽略。

但对于强烈的干扰，如雷电等，则不能忽略其影响，此时最好设法回避或屏蔽。

来自电器设备的干扰主要有大电流及电压变化率引起的噪声。

当大型感性负载通断时，在开关接点处会产生电弧，还有高压输电线引起的电晕放电，金属电焊引起的弧光放电等，这种瞬变过程形成的噪声通过公用电源线传入信号电路，或通过相邻导线耦合到信号电路中。

光纤通信网络中的噪声与干扰抑制研究随着信息时代的不断发展，光纤通信网络已成为现代通信系统中极为重要且广泛应用的传输媒介。

然而，在光纤通信中，噪声与干扰问题成为制约其性能提升和数据传输质量的重要因素之一。

因此，对光纤通信网络中的噪声与干扰进行深入研究和有效抑制是提高通信质量和可靠性的关键。

首先，我们需要了解光纤通信网络中的噪声和干扰来源，以便进行相应的抑制措施。

在光纤通信系统中，噪声主要来自光纤本身和其它外部干扰源。

光纤本身的噪声主要包括热噪声、杂散噪声和自发噪声。

热噪声是由于光子在光纤中的热运动引起的，与光纤的温度、长度和材料有关。

杂散噪声则是由于光纤中的阻塞、弯曲或其他形状不规则导致的，会导致光波的散射和损耗。

自发噪声是由于激光器的随机发射造成的，也是一种重要的噪声信号。

除了光纤本身的噪声，光纤通信系统还会受到外部干扰源的影响，如电磁干扰和激光器间的串扰等。

针对光纤通信网络中的噪声与干扰问题，研究人员提出了多种有效的抑制方法。

首先，可以采用适当的光纤材料和结构来减少热噪声的产生。

光纤的材料和长度决定了其热噪声的大小，选择低噪声的材料和适当的长度可以有效降低热噪声的影响。

另外，可以采用光纤的折射率分布和芯径等参数来减少杂散噪声的产生。

通过优化光纤的结构，可以减少光波的散射和损耗，从而降低杂散噪声对通信质量的影响。

其次，对于自发噪声的抑制，可以采用光纤放大器和光纤色散等技术。

光纤放大器可以对光信号进行放大，从而提高信号的强度和质量，抑制自发噪声的影响。

而光纤色散则可以通过调节光信号在光纤中的传播速度来改善系统的传输性能，降低自发噪声的影响。

对于外部干扰源的抑制，可以采用电磁屏蔽和光纤隔离等方法。

电磁屏蔽可以有效地阻止电磁辐射的干扰，保护光纤通信系统的正常工作。

光纤隔离则可以避免光信号在光纤间的串扰现象，提高系统的抗干扰能力。

此外，还可以采用调制解调器、编码等技术进行信号处理和纠错，提高系统的数据传输质量。

干扰抑制的方法
干扰抑制是一种重要技术, 用于降低信号噪声水平以提高信号处
理系统性能。

干扰抑制常用的方法主要包括数字滤波、时变滤波、空
间滤波、反射抑制等。

1、数字滤波: 数字滤波是使用数字算法对信号进行过滤，从而消
除或减少干扰信号的技术。

将数字信号通过一个滤波器后，就可以实
现干扰抑制的效果。

常用的数字滤波方法有最大似然估计法、最小均
方误差法、频率分解滤波法、频域滤波法等。

2、时变滤波：时变滤波通常是采用动态滤波器技术，可以根据信
号的频域特征和功率谱密度进行滤波，一般采用加权窗函数，如高斯窗、小波窗、汉宁窗等，以有效降低信号的功率谱，即实现干扰抑制
的效果。

3、空间滤波：空间滤波是在空间上进行滤波，从而形成一个图像，这个图像在空间上的滤波效果较好，可以降低噪声的影响。

典型的空
间滤波方法有中值滤波、均值滤波、最小值滤波和归一化滤波等。

4、反射抑制：反射抑制是一种利用反射信号来抵消干扰信号的技术，可以提高信号处理系统的性能，从而减少噪声。

一般来说，反射
抑制可以分为场反射抑制和天线反射抑制，它们可以通过相应的滤波器、空间滤波器等技术手段，有效地减少噪声，从而实现干扰抑制。