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拓展电路输入电阻和反响电阻噪声剖析

2017-07-24 11:35分类:电工考证知识 阅读:

 

  拓展电路的噪声功用深受电阻热噪声(输入电阻和反响电阻)影响,咱们大多知道电阻会宣告噪声,却未必了解其间细节,以下稍加阐明。
  电阻的戴维宁噪声模型由噪声电压源和纯电阻构成,如图1所示。

图1


  噪声电压巨细与电阻阻值,带宽和温度(开尔文)的平方根成份额联络。咱们通常会量化其每1Hz带宽内的噪声,也便是其频谱密度。电阻噪声有理论上是一种“白噪声”,即噪声巨细在带宽内是平等的,在每个相同带宽内的噪声都是相同的。

图2


  总噪声等于每个噪声的平方和再开平方。咱们常常说到的频谱密度的单位是 V/ 。关于1Hz带宽,这个数值就等于噪声巨细。关于白噪声,频谱密度与带宽开方后的数值相乘,能够核算出带宽内总白噪声的巨细。为了丈量和量化总噪声,需求绑缚带宽。假定不知道截止频率,就不知道应当积分到多宽的频带。
  咱们都知道频谱图是以频率的对数为x轴的伯德图。在伯德图上,相同宽度右侧的带宽比左面要大得多。从总噪声来看,伯德图的右侧或许比左面更首要。
  电阻噪声遵从高斯散布,高斯散布是描写振幅散布的概率密度函数。遵从高斯散布是由于电阻噪声是由许多的小的随机作业发作的。基地极绑缚了阐明晰它是怎么构成高斯散布的。沟通噪声的均方根电压幅值等于高斯散布在±1σ方案内散布的振幅。关于均方根电压为1V的噪声,瞬时电压在±1V方案内的概率为68% (±1σ) 。咱们常常以为白噪声和高斯散布之间有某种有关,实习上它们没有有关。比方,滤波电阻的噪声,不是白噪声但依然遵从高斯散布。二进制噪声不遵从高斯散布,但却是白噪声。电阻噪声既是白噪声也一起遵从高斯散布。

图3


  纯理论研讨者会以为高斯噪声并没有界说峰峰值,而它是无量的。这是对的,高斯散布曲线两头是无限拓展的,因此任何电压峰值都是有或许的。实习中,很稀有电压尖峰逾越±3倍的均方根电压值。许多人用6倍的均方根电压值来近似峰峰值的巨细。为了留有满意的裕度,乃至能够用8倍的均方根电压值来近似峰峰值的巨细。
  一个诙谐的疑问是,两个电阻串联的噪声之和等于这两个电阻和的噪声。类似的,两个电阻并联的噪声之和等于这两个电阻并联后电阻的噪声。假定不是这么,那么在串联或许并联电阻时就会出疑问。还好它确实是这么的。
  一个高阻值电阻不会由于本身噪声电压而发作电弧和火花。电阻的寄生电容并联在电阻两头,将绑缚其带宽和端电压。类似的,你能够期望绝缘体上发作的高噪声电压也会被其寄生电容和周围的导体分流。
  一个诙谐的查验:关于一个开路电阻,并联一个0.5pF电容,它的总噪声是多少?

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