對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)子(zi)線(xian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)所標稱(cheng)的(de)(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)，可(ke)(ke)以(yi)概括地認為(wei)，它是對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)目(mu)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)所有(you)(you)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)總稱(cheng)。最(zui)初人們把造(zao)成(cheng)收(shou)音(yin)(yin)機(ji)這(zhe)(zhe)類音(yin)(yin)響(xiang)設(she)備所發(fa)出(chu)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)那些(xie)(xie)(xie)(xie)電(dian)(dian)(dian)子(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，稱(cheng)為(wei)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。但(dan)是，一(yi)(yi)些(xie)(xie)(xie)(xie)非目(mu)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)子(zi)線(xian)路(lu)(lu)(lu)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)后(hou)果并(bing)非都(dou)和聲(sheng)音(yin)(yin)有(you)(you)關，因而(er)(er)，后(hou)來(lai)人們逐步擴大了(le)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)概念。例如，把造(zao)成(cheng)視屏幕有(you)(you)白班呀條紋的(de)(de)(de)那些(xie)(xie)(xie)(xie)電(dian)(dian)(dian)子(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)也稱(cheng)為(wei)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。可(ke)(ke)能(neng)以(yi)說，電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)除目(mu)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)切信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，不(bu)(bu)管它對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)是否造(zao)成(cheng)影響(xiang)，都(dou)可(ke)(ke)稱(cheng)為(wei)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。例如，電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)壓中(zhong)的(de)(de)(de)紋波(bo)(bo)(bo)或(huo)自激(ji)振(zhen)(zhen)蕩(dang)，可(ke)(ke)對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)造(zao)成(cheng)不(bu)(bu)良影響(xiang)，使(shi)音(yin)(yin)響(xiang)裝置發(fa)出(chu)交流聲(sheng)或(huo)導致電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)誤動作，但(dan)有(you)(you)時也許并(bing)不(bu)(bu)導致上(shang)述后(hou)果。對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)于這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)紋波(bo)(bo)(bo)或(huo)振(zhen)(zhen)蕩(dang)，都(dou)應(ying)稱(cheng)為(wei)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。又有(you)(you)某一(yi)(yi)頻率的(de)(de)(de)無線(xian)電(dian)(dian)(dian)波(bo)(bo)(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)需要接收(shou)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)接收(shou)機(ji)來(lai)講，它是正常(chang)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，而(er)(er)對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)另(ling)一(yi)(yi)接收(shou)機(ji)它就是一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)非目(mu)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，即是噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。在(zai)電(dian)(dian)(dian)子(zi)學中(zhong)常(chang)使(shi)用(yong)干(gan)擾這(zhe)(zhe)個(ge)術語，有(you)(you)時會與噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)概念相混淆，其實，是有(you)(you)區(qu)別的(de)(de)(de)。噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)是一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，而(er)(er)干(gan)擾是指的(de)(de)(de)某種(zhong)(zhong)(zhong)效應(ying)，是由于噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)原因對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)(bu)良反應(ying)。而(er)(er)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)存在(zai)著噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)，卻(que)不(bu)(bu)一(yi)(yi)定就有(you)(you)干(gan)擾。在(zai)數(shu)(shu)字(zi)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)。往往可(ke)(ke)以(yi)用(yong)示波(bo)(bo)(bo)器觀察到(dao)在(zai)正常(chang)的(de)(de)(de)脈沖(chong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)上(shang)混有(you)(you)一(yi)(yi)些(xie)(xie)(xie)(xie)小(xiao)的(de)(de)(de)尖峰脈沖(chong)是所不(bu)(bu)期望的(de)(de)(de)，而(er)(er)是一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)。但(dan)由于電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)特性關系，這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)(xie)(xie)小(xiao)尖峰脈沖(chong)還(huan)不(bu)(bu)致于使(shi)數(shu)(shu)字(zi)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)受到(dao)影響(xiang)而(er)(er)發(fa)生(sheng)混亂(luan)，所以(yi)可(ke)(ke)以(yi)認為(wei)是沒有(you)(you)干(gan)擾。

當(dang)一個(ge)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)電壓(ya)大到(dao)(dao)足以使電路(lu)(lu)受到(dao)(dao)干(gan)擾時，該噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)電壓(ya)就(jiu)稱為(wei)干(gan)擾電壓(ya)。而一個(ge)電路(lu)(lu)或一個(ge)器件(jian)，當(dang)它還能保持正(zheng)常(chang)工作時所加的(de)最(zui)大噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)電壓(ya)，稱為(wei)該電路(lu)(lu)或器件(jian)的(de)抗(kang)干(gan)擾容限或抗(kang)擾度(du)。一般說來，噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)很難消除，但可以設法降低噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)強度(du)或提(ti)高(gao)電路(lu)(lu)的(de)抗(kang)擾度(du)，以使噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)不致于形成干(gan)擾。

電子電路中噪聲(sheng)的產生(sheng)？如何抑制 ？

這個東西主要是由于電(dian)(dian)路(lu)(lu)中的數(shu)字(zi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)和(he)電(dian)(dian)源部分產生的。在(zai)數(shu)字(zi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)中，普遍(bian)存在(zai)高(gao)頻的數(shu)字(zi)電(dian)(dian)平，這些電(dian)(dian)平可以產生兩種噪聲：

1、電(dian)磁(ci)輻射(she)，就像電(dian)視(shi)的天線一樣，通過發射(she)電(dian)磁(ci)波來干擾旁邊的電(dian)路，也就是你說的噪聲。

2、耦(ou)(ou)合噪聲，指數字電路(lu)(lu)和(he)旁邊的電路(lu)(lu)存在一(yi)定(ding)的耦(ou)(ou)合，噪聲可以直接在電器上直接影響其他的電路(lu)(lu)，這種(zhong)噪聲更(geng)厲害。

電源(yuan)(yuan)上(shang)存在(zai)的(de)(de)噪聲(sheng)：如果是線性電源(yuan)(yuan)，首(shou)先低頻的(de)(de)50Hz就(jiu)是一個嚴重的(de)(de)干擾源(yuan)(yuan)。由(you)于(yu)初(chu)級(ji)進(jin)來(lai)的(de)(de)交流電本身就(jiu)不純凈，而(er)且是波浪(lang)的(de)(de)正(zheng)弦(xian)波，容易對(dui)旁邊的(de)(de)電路產生電磁(ci)干擾，也就(jiu)是電磁(ci)噪聲(sheng)。如果是開(kai)關電源(yuan)(yuan)的(de)(de)話噪聲(sheng)更嚴重，開(kai)關電源(yuan)(yuan)工作在(zai)高頻狀態，并且在(zai)輸(shu)出部分(fen)存在(zai)很(hen)臟的(de)(de)諧波電壓，這些對(dui)整個的(de)(de)電路都能產生很(hen)大的(de)(de)噪聲(sheng)。

防止方法：合理地(di)(di)接(jie)地(di)(di)、采用(yong)差(cha)分結構傳(chuan)輸模擬信號、在(zai)(zai)電路(lu)的(de)(de)電源輸出(chu)端加去(qu)耦(ou)電容(rong)、采用(yong)電磁屏蔽技術(shu)(shu)、模擬數字(zi)地(di)(di)分開、信號線(xian)兩邊走底線(xian)、地(di)(di)線(xian)隔離等(deng)等(deng)。其實我說(shuo)的(de)(de)這些在(zai)(zai)去(qu)除噪聲的(de)(de)方面只是(shi)冰山(shan)一(yi)角，就算(suan)是(shi)玩了30年(nian)電子的(de)(de)人也不會(hui)完全掌握(wo)所有的(de)(de)這類(lei)技術(shu)(shu)，因為理解(jie)掌握(wo)這類(lei)東西需要(yao)很強(qiang)的(de)(de)技術(shu)(shu)基礎和相(xiang)當(dang)豐富的(de)(de)經驗，不過(guo)我告(gao)訴你(ni)的(de)(de)這些在(zai)(zai)大體上已經足(zu)夠(gou)了。

本(ben)(ben)底噪聲是由(you)電(dian)(dian)路本(ben)(ben)身引起(qi)的，由(you)于電(dian)(dian)源的不純凈，電(dian)(dian)路的相位裕度(du)和(he)增益(yi)裕度(du)不合(he)適等(deng)等(deng)電(dian)(dian)路本(ben)(ben)身和(he)器(qi)件(jian)的原因。這部分需要在電(dian)(dian)路設計時進行改進。 其他噪聲是由(you)于電(dian)(dian)路布局布線不合(he)理等(deng)等(deng)認為因素，電(dian)(dian)磁(ci)兼容，導線間干擾等(deng)等(deng)。

模擬(ni)電路噪聲的消除更(geng)多地依(yi)賴于經(jing)驗而非科學依(yi)據。設(she)計(ji)人員經(jing)常遇(yu)到(dao)的情況是電路的模擬(ni)硬件部分設(she)計(ji)出來以后，卻發現電路中的噪聲太大(da)，而不(bu)(bu)得(de)不(bu)(bu)重新進行(xing)設(she)計(ji)和布線(xian)。這種(zhong)“試試看(kan)”的設(she)計(ji)方法(fa)在幾(ji)經(jing)周折之(zhi)后最終也能獲(huo)得(de)成功。不(bu)(bu)過，避免噪聲問題的更(geng)好方法(fa)是在設(she)計(ji)初期進行(xing)決(jue)策時就遵循一(yi)些基本的設(she)計(ji)準則，并運(yun)用與噪聲相關的基本原理等知識。

低噪聲前置(zhi)放(fang)大器(qi)電路的設計方法

前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)(qi)在音頻(pin)系統中的(de)作用至關重要。本文(wen)首(shou)先講解了(le)(le)在為家庭(ting)音響(xiang)系統或PDA設(she)計(ji)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)(qi)時，工程師(shi)應(ying)如何恰當選取元件。隨后，詳(xiang)盡(jin)分析(xi)了(le)(le)噪(zao)聲(sheng)的(de)來源，為設(she)計(ji)低噪(zao)聲(sheng)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)(qi)提(ti)供了(le)(le)指(zhi)導方針。最(zui)后，以PDA麥(mai)克(ke)風的(de)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)(qi)為例，列(lie)舉了(le)(le)設(she)計(ji)步驟及相關注意事項。

前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)器是(shi)(shi)指置(zhi)(zhi)于信(xin)(xin)源與放(fang)(fang)(fang)大(da)器級(ji)之(zhi)間(jian)的(de)電路(lu)或電子設(she)備，例如置(zhi)(zhi)于光(guang)盤播放(fang)(fang)(fang)機(ji)與高級(ji)音(yin)響(xiang)系統(tong)功(gong)率(lv)放(fang)(fang)(fang)大(da)器之(zhi)間(jian)的(de)音(yin)頻前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)器。前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)器是(shi)(shi)專為接(jie)收來(lai)自(zi)信(xin)(xin)源的(de)微弱電壓信(xin)(xin)號(hao)而設(she)計的(de)，已接(jie)收的(de)信(xin)(xin)號(hao)先以(yi)較小的(de)增益放(fang)(fang)(fang)大(da)，有時甚至在(zai)傳(chuan)送到功(gong)率(lv)放(fang)(fang)(fang)大(da)器級(ji)之(zhi)前(qian)(qian)便先行加以(yi)調(diao)節(jie)或修(xiu)正，如音(yin)頻前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)器可先將信(xin)(xin)號(hao)加以(yi)均衡及進行音(yin)調(diao)控(kong)制。無論(lun)為家(jia)庭音(yin)響(xiang)系統(tong)還是(shi)(shi)PDA設(she)計前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)器，都要面對一個(ge)十分頭疼(teng)的(de)問題，即究竟(jing)應該(gai)采用哪些元(yuan)件才恰當(dang)？

元(yuan)件選擇原則(ze)

由于運(yun)算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)集成(cheng)電(dian)路體(ti)積小巧、性能卓越(yue)，因此目(mu)前許(xu)多前置(zhi)(zhi)放(fang)大(da)(da)器(qi)都(dou)采用這類運(yun)算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)芯(xin)片。我們(men)為音響系統(tong)設計前置(zhi)(zhi)放(fang)大(da)(da)器(qi)電(dian)路時，必(bi)須清楚知道如何為運(yun)算(suan)(suan)放(fang)大(da)(da)器(qi)選定適當的技術(shu)規格。在設計過程(cheng)(cheng)中，系統(tong)設計工程(cheng)(cheng)師(shi)經常會面(mian)臨(lin)以下問題。

1、是否有(you)必要采(cai)用高精度的運算放大器？

輸入信號(hao)電平(ping)振幅可(ke)能會超(chao)過運算放(fang)(fang)大器(qi)的(de)(de)錯誤容限，這并(bing)非運算放(fang)(fang)大器(qi)所(suo)能接(jie)受。若輸入信號(hao)或共模電壓太微弱(ruo)，設計師應(ying)該采(cai)用(yong)補(bu)償電壓(Vos)極低而(er)共模抑(yi)制比(CMRR)極高(gao)的(de)(de)高(gao)精度運算放(fang)(fang)大器(qi)。是否采(cai)用(yong)高(gao)精度運算放(fang)(fang)大器(qi)取決(jue)于(yu)系統設計需要達(da)到多少(shao)倍(bei)的(de)(de)放(fang)(fang)大增(zeng)(zeng)益，增(zeng)(zeng)益越大，便(bian)越需要采(cai)用(yong)較高(gao)準確度的(de)(de)運算放(fang)(fang)大器(qi)。

2、運算(suan)放大器需要(yao)什么(me)樣的(de)供電(dian)電(dian)壓？

這個問題要看輸入信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)動態電(dian)(dian)(dian)壓范圍(wei)、系統整體供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓大小以(yi)及輸出要求才可決定，但(dan)不同(tong)(tong)電(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)(de)不同(tong)(tong)電(dian)(dian)(dian)源抑制比(PSRR)會影(ying)響運算放大器的(de)(de)(de)準確性，其中以(yi)采用電(dian)(dian)(dian)池供電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)系統所受影(ying)響最(zui)大。此外(wai)，功耗大小也與內部電(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)(de)靜(jing)態電(dian)(dian)(dian)流(liu)及供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓有直接(jie)的(de)(de)(de)關(guan)系。

3、輸出電壓是否(fou)需要滿擺幅？

低供電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)設(she)計通(tong)常都(dou)需要滿擺幅(fu)的輸出(chu)，以(yi)(yi)便充分(fen)利用整個(ge)動態電(dian)壓(ya)(ya)范圍，以(yi)(yi)擴大(da)輸出(chu)信(xin)號擺幅(fu)。至(zhi)于滿擺幅(fu)輸入(ru)的問題，運(yun)算放(fang)(fang)大(da)器(qi)電(dian)路的配置(zhi)(zhi)會有自己的解決辦法。由于前(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)大(da)器(qi)一般都(dou)采用反相或非(fei)反相放(fang)(fang)大(da)器(qi)配置(zhi)(zhi)，因(yin)此輸入(ru)無需滿擺幅(fu)，原因(yin)是共模電(dian)壓(ya)(ya)(Vcm)永(yong)遠小于輸出(chu)范圍或等于零(只有極(ji)少例(li)外，例(li)如設(she)有浮動接地(di)的單供電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)運(yun)算放(fang)(fang)大(da)器(qi))。

4、增(zeng)益帶寬的問(wen)題是否更令(ling)人憂慮？

是的(de)，尤其是對于(yu)音頻前置放大(da)(da)器來說，這是一(yi)個非(fei)常令人(ren)憂(you)慮(lv)的(de)問題。由(you)于(yu)人(ren)類聽(ting)覺(jue)只(zhi)能察覺(jue)大(da)(da)約由(you)20Hz至(zhi)20kHz頻率(lv)范圍的(de)聲(sheng)(sheng)音，因此部分工(gong)程師(shi)設(she)計(ji)音頻系統時會忽略或輕視這個“范圍較(jiao)窄”的(de)帶(dai)寬(kuan)。事(shi)實上，體(ti)現音頻器件性能的(de)重要技術參數如低總(zong)諧(xie)波失真(THD)、快(kuai)速(su)轉換率(lv)(slewrate)以及低噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)等(deng)都是高增益帶(dai)寬(kuan)放大(da)(da)器所必須具備的(de)條件。 深入了解噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng) 在設(she)計(ji)低噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)前置放大(da)(da)器之前，工(gong)程師(shi)必須仔細審視源(yuan)自放大(da)(da)器的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)，一(yi)般(ban)來說，運算放大(da)(da)器的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)主要來自四(si)個方面：

1、熱噪聲(sheng)(Johnson)：由于電(dian)(dian)導(dao)體內(nei)電(dian)(dian)流的電(dian)(dian)子(zi)能量不(bu)規則波動產生的具(ju)有(you)寬(kuan)(kuan)帶(dai)特(te)性(xing)的熱噪聲(sheng)，其(qi)電(dian)(dian)壓均方(fang)根值的正方(fang)與(yu)帶(dai)寬(kuan)(kuan)、電(dian)(dian)導(dao)體電(dian)(dian)阻(zu)(zu)及絕對溫度有(you)直接的關系。對于電(dian)(dian)阻(zu)(zu)及晶體管(例如(ru)雙極及場效應晶體管)來說，由于其(qi)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值并非為零，因此這類噪聲(sheng)影響不(bu)能忽視。

2、閃(shan)爍(shuo)(shuo)噪聲(sheng)(低(di)頻(pin))：由于(yu)晶體表面不斷產生或整合(he)載流子而產生的噪聲(sheng)。在低(di)頻(pin)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)內(nei)，這類閃(shan)爍(shuo)(shuo)以低(di)頻(pin)噪聲(sheng)的形(xing)態出現，一旦進入高頻(pin)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)，這些(xie)噪聲(sheng)便(bian)會變成(cheng)“白噪聲(sheng)”。閃(shan)爍(shuo)(shuo)噪聲(sheng)大(da)多集(ji)中在低(di)頻(pin)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)，對電阻器(qi)及半導體會造(zao)成(cheng)干(gan)擾，而雙極芯片所受(shou)的干(gan)擾比場效應晶體管大(da)。

3、射擊噪聲(肖特基(ji))：肖特基(ji)噪聲由半(ban)導體內具有粒子特性的電(dian)流(liu)載(zai)流(liu)子所產生，其電(dian)流(liu)的均(jun)方(fang)根值正(zheng)方(fang)與芯片的平均(jun)偏(pian)壓電(dian)流(liu)及帶寬(kuan)(kuan)有直接的關系。這種噪聲具有寬(kuan)(kuan)帶的特性。

4、爆玉米噪(zao)聲(popcornfrequency)：半(ban)導體(ti)的(de)表面(mian)若受到(dao)污(wu)染便會產生這(zhe)種噪(zao)聲，其影響長達幾毫秒至幾秒，噪(zao)聲產生的(de)原因(yin)仍然未明，在正常情況下(xia)，并無一定的(de)模式。生產半(ban)導體(ti)時若采用較為潔凈的(de)工藝，會有助減(jian)少這(zhe)類(lei)噪(zao)聲。 此(ci)外，由于不同(tong)(tong)運(yun)算(suan)放大(da)器的(de)輸入級采用不同(tong)(tong)的(de)結構(gou)，因(yin)此(ci)晶(jing)體(ti)管(guan)結構(gou)上(shang)的(de)差異令不同(tong)(tong)放大(da)器的(de)噪(zao)聲量也(ye)大(da)不相同(tong)(tong)。下(xia)面(mian)是兩個(ge)具體(ti)例子。

● 雙(shuang)極輸(shu)入運算放大(da)器的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)：噪(zao)聲(sheng)(sheng)電(dian)(dian)壓主(zhu)要由電(dian)(dian)阻的(de)(de)熱噪(zao)聲(sheng)(sheng)以及輸(shu)入基極電(dian)(dian)流的(de)(de)高頻區射(she)(she)擊噪(zao)聲(sheng)(sheng)所(suo)造成，低(di)頻噪(zao)聲(sheng)(sheng)電(dian)(dian)平大(da)小取決于流入電(dian)(dian)阻的(de)(de)輸(shu)入晶體管基極電(dian)(dian)流產(chan)生(sheng)的(de)(de)低(di)頻噪(zao)聲(sheng)(sheng)；噪(zao)聲(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流主(zhu)要由輸(shu)入基極電(dian)(dian)流的(de)(de)射(she)(she)擊噪(zao)聲(sheng)(sheng)及電(dian)(dian)阻的(de)(de)低(di)頻噪(zao)聲(sheng)(sheng)所(suo)產(chan)生(sheng)。

● CMOS輸(shu)入運算(suan)放(fang)大(da)(da)(da)(da)器的(de)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)：噪聲(sheng)(sheng)(sheng)電壓(ya)主(zhu)要(yao)由高頻(pin)區(qu)通道(dao)電阻的(de)熱噪聲(sheng)(sheng)(sheng)及低頻(pin)區(qu)的(de)低頻(pin)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)所造成(cheng)，CMOS放(fang)大(da)(da)(da)(da)器的(de)轉角頻(pin)率(cornerfrequency)比(bi)雙(shuang)(shuang)極放(fang)大(da)(da)(da)(da)器高，而寬帶噪聲(sheng)(sheng)(sheng)也遠比(bi)雙(shuang)(shuang)極放(fang)大(da)(da)(da)(da)器高；噪聲(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)主(zhu)要(yao)由輸(shu)入門(men)極漏電的(de)射擊噪聲(sheng)(sheng)(sheng)所產生(sheng)，CMOS放(fang)大(da)(da)(da)(da)器的(de)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)遠比(bi)雙(shuang)(shuang)極放(fang)大(da)(da)(da)(da)器低，但溫度(du)每升高10(C，其噪聲(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)便(bian)會(hui)增加約40%。 工程師必須深入了解噪聲(sheng)(sheng)(sheng)問題及進行大(da)(da)(da)(da)量計算(suan)，才(cai)可將這(zhe)些噪聲(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)為(wei)數(shu)字準確(que)表達出來(lai)。為(wei)了避免將問題復雜化(hua)(hua)，這(zhe)里只選用音頻(pin)技術(shu)規格最關(guan)鍵(jian)的(de)幾個參數(shu)。

上(shang)述(shu)方(fang)程(cheng)式中(zhong)的(de)S及(ji)N均為功率。

PDA麥克(ke)風前置放大(da)器電路

在這里我(wo)(wo)們討論一(yi)下如何設(she)計一(yi)款適合PDA采用的麥克風前(qian)(qian)置放(fang)大器，正如上文所(suo)述，我(wo)(wo)們必(bi)須(xu)明(ming)白信源(yuan)是輸入(ru)前(qian)(qian)置放(fang)大器的信號。首(shou)先，我(wo)(wo)們必(bi)須(xu)知道(dao)以下信息：

計劃(hua)采用的麥克風類型(xing)

麥克風輸(shu)出(chu)信號(hao)電平

麥克風阻抗及指(zhi)定(ding)阻抗的頻率

增(zeng)益(yi)(yi)規定，有(you)關(guan)增(zeng)益(yi)(yi)可能受運(yun)算放大器的(de)增(zeng)益(yi)(yi)帶寬(kuan)積所限制

輸入(ru)信號頻(pin)率范圍(wei)

噪聲規定

例如(ru)某種(zhong)陶瓷麥克(ke)風的技術(shu)規格如(ru)下：

阻抗：2.2k((以1kHz的頻率操作(zuo))

輸出(chu)信號：200(Vpp

音頻輸入頻率(lv)范圍：100Hz至4kHz

熱(re)噪聲(sheng)：2nV/(Hz前置放大器的增(zeng)(zeng)益(yi)指(zhi)標：500(非反相(xiang))，第一級(ji)可達(da)5倍增(zeng)(zeng)益(yi)，第二(er)級(ji)可達(da)100倍增(zeng)(zeng)益(yi)。

我們引(yin)用公(gong)式1：

等量輸(shu)入(ru)噪(zao)聲(EIN)＝輸(shu)入(ru)參照噪(zao)聲總量()×輸(shu)入(ru)頻率范圍

輸出噪聲(sheng)=等量輸入(ru)噪聲(sheng)×增益(yi)=545.81nV×5=2.73uV(適(shi)用于1級(ji)(ji)增益(yi))或(huo)545.81nV×100=54.58uV(適(shi)用于2級(ji)(ji)增益(yi))。

兩個放大級的輸出噪(zao)聲總量

1伏輸出電壓(ya)的信噪比電平=20×log(1V÷54.58uV)≈85.3dB

電(dian)(dian)路(lu)輸(shu)出噪(zao)聲總(zong)量(liang)大(da)(da)約是每一噪(zao)聲源均方(fang)根(gen)的平(ping)均均方(fang)值總(zong)和(he)的平(ping)方(fang)根(gen)，此外輸(shu)出噪(zao)聲通常絕(jue)大(da)(da)部(bu)分(fen)來自噪(zao)聲量(liang)最(zui)大(da)(da)的信源。實際電(dian)(dian)路(lu)如(ru)圖2所示。

圖2MIC前(qian)置放(fang)大器電路圖

請注意，這款電(dian)路只(zhi)適(shi)(shi)用于(yu)單(dan)電(dian)源供電(dian)的(de)設計，其中(zhong)輸(shu)入及輸(shu)出電(dian)容器(C1及C4)只(zhi)是選項(xiang)，工程師可(ke)根據實際(ji)情況考慮選用。適(shi)(shi)用與(yu)否取決于(yu)用戶系統的(de)輸(shu)入與(yu)輸(shu)出如何連(lian)接。若麥克風輸(shu)出設有直流(liu)補償，那么便需要增設C1輸(shu)入電(dian)容器，以便阻塞直流(liu)電(dian)信號。輸(shu)出電(dian)容器也可(ke)發揮相同的(de)作用。

目前(qian)市場上出售的(de)(de)(de)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)大(da)(da)部分以2k(左右的(de)(de)(de)高阻抗(kang)(kang)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)以及只有幾(ji)百(的(de)(de)(de)低(di)(di)阻抗(kang)(kang)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)為(wei)主，這兩類麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)都可采(cai)用(yong)上述前(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)設計。高阻抗(kang)(kang)高輸(shu)出麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)前(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)較為(wei)簡單，可以采(cai)用(yong)非(fei)反相(xiang)(xiang)或反相(xiang)(xiang)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)配置(zhi)(zhi)。由于(yu)其頻(pin)率響應較為(wei)平(ping)(ping)坦，因此(ci)無(wu)需特別(bie)加以均衡，而且輸(shu)入(ru)電平(ping)(ping)較大(da)(da)，放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)對(dui)噪(zao)(zao)聲的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)很低(di)(di)，但高阻抗(kang)(kang)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)對(dui)來歷不明的(de)(de)(de)噪(zao)(zao)聲及磁(ci)場極為(wei)敏感。低(di)(di)阻抗(kang)(kang)低(di)(di)輸(shu)出麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)前(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)也可采(cai)用(yong)非(fei)反相(xiang)(xiang)或反相(xiang)(xiang)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)將輸(shu)入(ru)信號放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)，頻(pin)率響應及均衡等方(fang)面的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)都與高阻抗(kang)(kang)高輸(shu)出的(de)(de)(de)前(qian)置(zhi)(zhi)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)大(da)(da)致相(xiang)(xiang)同。如果麥(mai)(mai)克(ke)(ke)風(feng)的(de)(de)(de)輸(shu)出電平(ping)(ping)較低(di)(di)，工程師必須注(zhu)意選用(yong)低(di)(di)噪(zao)(zao)聲的(de)(de)(de)運(yun)(yun)算放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)。如性能較好的(de)(de)(de)低(di)(di)噪(zao)(zao)聲運(yun)(yun)算放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)應該產(chan)生較低(di)(di)的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)參照電壓噪(zao)(zao)聲，而且噪(zao)(zao)聲不應超過10nV/((Hz)。

運算放大器電(dian)路(lu)中固有噪聲的(de)分析與測(ce)量

我(wo)們可將噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)定義為(wei)電(dian)子(zi)(zi)系統(tong)中任何不(bu)需要的(de)信(xin)號(hao)。噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)會(hui)導致音頻(pin)信(xin)號(hao)質量下降(jiang)以及(ji)精確測(ce)量方(fang)(fang)(fang)面的(de)錯誤。板級與(yu)系統(tong)級電(dian)子(zi)(zi)設計(ji)(ji)工程師(shi)希望能(neng)確定其設計(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)案在(zai)最差條件(jian)下的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)到(dao)底有多大，并找到(dao)降(jiang)低噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)方(fang)(fang)(fang)法以及(ji)準(zhun)確確認其設計(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)案可行性的(de)測(ce)量技(ji)術。 噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)包括(kuo)固(gu)有噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)及(ji)外部(bu)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)，這兩(liang)種基(ji)本類型的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)均會(hui)影(ying)響電(dian)子(zi)(zi)電(dian)路的(de)性能(neng)。外部(bu)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)來自外部(bu)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)源，典型例(li)子(zi)(zi)包括(kuo)數字交(jiao)換、60Hz噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)以及(ji)電(dian)源交(jiao)換等。固(gu)有噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)由(you)電(dian)路元件(jian)本身(shen)生成(cheng)，最常見的(de)例(li)子(zi)(zi)包括(kuo)寬帶噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)、熱噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)以及(ji)閃爍噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)等。