谈电子电路噪声的原因监测及抑制措施
谈电子电路噪声的原因监测及抑制措施 噪声是造成人或设备恶劣影响的干扰信号的总称。在实 际生活中,噪声给人们带来了很大的麻烦,产生电子电路噪 声的原因较多,若是没有良好的监测手段,那么想要找出噪 声的来源,并提出有针对性的抑制措施是很困难的。笔者根 据自身的研究、调查,从噪声的来源开始,分析噪声的各种 监测手段,从而提出有效的抑制措施,望能起到抛砖引玉的 效果。摘 要:
电子电路;
噪声来源;
噪声监测;
抑制措施 在研制电子产品时,尽管电器工程师是根据设计的 电路图布线、装配等来完成电子研制的,然而大多数的产品 不经调试是不能达到原设计的性能要求的。在实际调试中, 抑制电子电路噪声的工作是比较费时费力的,这是理论与实 际有所差别造成的。本文通过论述电子电路噪声的来源及其 检测手段,从而提出电子电路噪声的抑制措施,希望能给一 些困惑者提供帮助。
一、噪声的来源 (1)放电噪声。这类噪声主要由自然界中的雷电产 生的,无法预测其对电子设备的破坏程度。普通的开关设备 也有可能成为放电噪声源。
(2)辐射干扰。是指通过空间介质,干扰能量进行 的近场感应。这种噪声来源主要是发生在工频、高频和射频的大功率传输线上,因为上面的电流变化很快,很容易在附 近产生交变磁场,进而成为噪声源。
(3)固有噪声源。这类噪声源普遍存在于组成电路 的内部元器件中,是器件自带的,且这类型的噪声是随机产 生的。主要包括热噪声、散粒噪声和接触噪声等。
二、电子产品噪声的常规监测方法 电子产品常规的检查方法如下:
(1)观察法。主要是依据人的视觉发现故障。由于 观察法的作用范围有限,因此主要是检查电路板是否出现漏 焊、虚焊、线间的短路、断线、上错元件及烧焦等情况。
(2)触摸法。通常是用人的手指触摸器件,间接发 现问题。若在轻击机件、机箱及底板时,出现噪声振荡加大, 那么便可判断噪声与此电路相关;
正常工作时, 会发热的 元器件出现突然无热或过热现象,则说明噪声与此器件有关。
(3)动态观测法。一般是运用示波器检测电路关键 点的波形是否出现故障。这种观测方法的使用步骤如下:在 电路中,从后级往前级慢慢注入测试信号,并用示波器检查 该级输出的信号波形是否正常,若出现问题,则为前方电路 出现故障。
(4)分割法。这种方法主要是指逐级拆除部件,找 出没有噪声的位置,从而确定噪声的来源。在故障检查时, 应从前级往后级分离电路,如拔掉部分插件、在电路板上断 线等,找到没有噪声的部位即为噪声产生的根源。(5)静态测量法。万用表的直流工作电压及电流也 能够检测出故障,因此万用表也可作为噪声监测的仪器,特 别是在线性电路分立元件中,运用甚广。
三、电子产品噪声的抑制措施 1 选择合适器件 在电子研制中,可选取低噪声电子器件,这对降噪 有很大的帮助。下面,我们通过场效应管与晶体管的噪声性 能比较,选择合适的器件。结型场效应管的电流噪声在低频 及中频区中较晶体管的电流噪声小很多,这是因为场效应管 主要是通过多数载流子进行导电,而晶体管的电流因在集电 极和基极间分配不均匀,会产生分配噪声,且载流子通过发 射结势垒产生的散弹噪声,虽有栅极与导电沟道之间反向电 流产生的散弹噪声,但非常小。由此可知,场效应管的低频 噪声性能优于晶体管。如音频放大电路前置放大级,多采用 结型场效应管,原因就在于此。但在高频段,由于沟道电阻 噪声通过栅极与沟道之间寄生电容感应至栅极,并随频率的 升高而增大,故电流噪声可能变得比晶体三极管还要大。
2 交流输入电源增加电源滤波器 作为一种选择电源频率的器件,电源滤波器只选择 通过与电源频率相近的频率成分,而对于高于这种频率成分 的信号,会发生衰减。由于电源滤波器的一种有效的降噪器 件,因此目前在市面上出现的各种各样的电源滤波器,许多 电子设备都在电源的输入端安装了电源滤波器。3 引入负反馈 选用负反馈有弊也有利,负反馈确实对抑制电路内 部噪声具有很好的作用,但同时也对有用信号产生抑制的影 响,对比之后发现信噪比没有得到提高。而且使用负反馈还 会产生以下副作用:负反馈能够有效抑制电路内部的噪声, 然而对有用信号也会产生异样的抑制作用,因此信噪比没有 提高。且负反馈的引入会引起一些副作用:第一,引入负反 馈后多出了一个由反馈电阻引入的热噪声;
第二,引入负反 馈后可能引起电路自激,使电路无法正常工作。基于此,一 般情况下是不推荐采用引入负反馈抑制噪声的方法。
综上所述,只有了解了噪声产生的来源及相应的检 测方法,才有更有效的提出抑制噪声的方法。然而引起噪声 是多种原因共存的,特别是在要求较高的电路中,往往需要 设计者不断的进行尝试,经过多次探索之后,才能找出抑制 噪声的方法。
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