噪声行动水平

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噪声行动水平3篇

第一篇:噪声行动水平

关于白噪声粉红噪声的区别

白噪音

所谓白噪音是指一段声音中的频率分量的功率在整个可听范围，随着频率的增加，其功率密度每倍频程下降3dB(密度与频率成反比>.每倍频的功率一致，但要产生每倍频程3dB的衰减十分困难,因此，没有纹波的粉红噪声在现实中很难找到.xHAQX74J0X

2．红噪声(海洋学概念>.这是有关海洋环境的一种噪声，由于它是有选择地吸收较高的频率，因此称之为红噪声.LDAYtRyKfE

3．橙色噪声.该类噪声是准静态噪声，在整个连续频谱范围内，功率谱有限且零功率窄带信号数量也有限.这些零功率的窄带信号集中于任意相关音符系统的音符频率中心上.由于消除了所有的合音，这些剩余频谱就称为“橙色〞音符.Zzz6ZB2Ltk

4．蓝噪声.在有限频率范围内，功率密度随频率的增加每倍频增长3dB(密度正比于频率>.对于高频信号来说，它属于良性噪声.dvzfvkwMI1

5．紫噪声.在有限频率范围内，功率密度随频率的增加每倍频增长6dB(密度正比于频率的平方值>.

6．灰色噪声.该噪声在给定频率范围内，类似于心理声学上的等响度曲线(如反向的A-加权曲线>，因此在所有频率点的噪声电平一致.rqyn14ZNXI

7．棕色噪声.在不包含直流成分的有限频率范围内，功率密度随频率的增加每倍频下降6dB(密度与频率的平方成反比>.该噪声实际上是布朗运动产生的噪声，它也称为随机飘移噪声或醉鬼噪声.EmxOtOco

8．黑噪声(静止噪声>包括：

(1>有源噪声操纵系统在消除了一个现有噪声后的输出信号.

(2>在20kHz以上的有限频率范围内，功率密度为常数的噪声，一定程度上它类似于超声波白噪声.这种黑噪声就象“黑光〞一样，由于频率太高而使人们无法感知，但它对你和你周边的环境仍旧有影响.SixE2yXPq5

(3>具有fβ谱，其中β>2.根据经验可知，该噪声的危害性很大.

粉红噪音可以理解为以倍频程为成分构成的讯号之和其次篇:噪声行动水平

噪音，麦克风的难题

作为音频信号输入的麦克风，一直以来受噪声问题的困扰。

麦克风的噪音源来自若干个方面：偏置电压波动引起的电子噪声，FET噪声，板级噪声，振膜的声音自噪声，以及被耦合到FET的高阻抗输入的外部电磁(EM)场和射频(RF)场。详述如下：

(1)当安置有ECM(ElectretCondenserMicrophone，驻极体电容麦克风)的系统靠近带有功率操纵的射频发射器时(譬如手机)，功率操纵产生的RF信号的音频成份可通过麦克风解调，并转换为可闻于音频路径的声音信号。

(2)ECM信号放大电路中由FET的高阻抗栅极来调校发射功率放大器的门限(在音频频段内出现)并放大信号。这种信号一旦进入音频频段，是很难消除的。

(3)电源电压波动也是音频系统中最常见的噪音源。作为低敏感度的ECM，它的输出是一个10mVrms数量级的很小的模拟信号。由于ECM没有任何电源抑制能力，很小的电源电压波动就将导致间歇性噪音。

(4)ECM还带来了机械设计方面的挑战。由于ECM不仅能够检测声音信号，还能检测出机械振动，并最终把振动转换为低频声音信号，这样，当ECM被置于振动环境(譬如安装在电风扇或大型喇叭附近的电路板上)时，振动将成为音频系统的主要噪音源。

第三篇:噪声行动水平

电路噪声的产生以及抑制噪声的方法

电路噪声

对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。但是，一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了噪声概念。例如，把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。可能以说，电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。例如，电源电压中的纹波或自激振荡，可对电路造成不良影响，使音响装置发出交流声或导致电路误动作，但有时可能并不导致上述后果。对于这种纹波或振荡，都应称为电路的一种噪声。又有某一频率的无线电波信号，对需要接收这种信号的接收机来讲，它是正常的目的信号，而对另一接收机它就是一种非目的信号，即是噪声。在电子学中常使用干扰这个术语，有时会与噪声的概念相混淆，其实，是有区别的。噪声是一种电子信号，而干扰是指的某种效应，是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。而电路中存在着噪声，却不一定就有干扰。在数字电路中。往往可以用示波器观测到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的，而是一种噪声。但由于电路特性关系，这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的规律受到影响而发生混乱，所以可以认为是没有干扰。

当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时，该噪声电压就称为干扰电压。而一个电路或一个器件，当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压，称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。一般说来，噪声很难消除，但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度，以使噪声不致于形成干扰。电子电路中噪声的产生？如何抑制这个东西主要是由于电路中的数字电路和电源部分产生的。在数字电路中，普遍存在高频的数字电平，这些电平可以产生两种噪声：1、电磁辐射，就像电视的天线一样，通过发射电磁波来干扰旁边的电路，也就是你说的噪声。2、耦合噪声，指数字电路和旁边的电路存在一定的耦合，噪声可以直接在电器上直接影响其他的电路，这种噪声更厉害。电源上存在的噪声：假如是线性电源，首先低频的50Hz就是一个严重的干扰源。由于初级进来的交流电本身就不纯洁，而且是波浪的正弦波，简单对旁边的电路产生电磁干扰，也就是电磁噪声。假如是开关电源的话噪声更严重，开关电源工作在高频状态，并且在输出部分存在很脏的谐波电压，这些对整个的电路都能产生很大的噪声。防止方法：合理地接地、采用差分结构传输模拟信号、在电路的电源输出端加去耦电容、采用电磁屏蔽技术、模拟数字地分开、信号线两边走底线、地线隔离等等。其实我说的这些在去除噪声的方面只是冰山一角，就算是玩了30年电子的人也不会完全把握所有的这类技术，由于理解把握这类东西需要很强的技术基础和相当丰富的经验，不过我告诉你的这些在大体上已经足够了。本底噪声是由电路本身引起的，由于电源的不纯洁，电路的相位裕度和增益裕度不适合等等电路本身和器件的原因。这部分需要在电路设计时进行改进。其他噪声是由于电路布局布线不合理等等认为因素，电磁兼容，导线间干扰等等。模拟电路噪声的消除更多地依靠于经验而非科学依据。设计人员经常遇到的状况是电路的模拟硬件部分设计出来以后，却发现电路中的噪声太大，而不得不重新进行设计和布线。这种“试试看〞的设计方法在几经周折之后最终也能获得成功。不过，避免噪声问题的更好方法是在设计初期进行决策时就遵循一些基本的设计准则，并运用与噪声相关的基本原理等知识。低噪声前置放大器电路的设计方法前置放大器在音频系统中的作用至关重要。本文首先讲解了在为家庭音响系统或PDA设计前置放大器时，工程师应如何恰选中取元件。随后，详尽分析了噪声的来源，为设计低噪声前置放大器提供了指导方针。最终，以PDA麦克风的前置放大器为例，列举了设计步骤及相关考前须知。前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备，例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的，已接收的信号先以较小的增益放大，有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调理或修正，如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调操纵。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器，都要面对一个十分头疼的问题，即到底应当采用哪些元件才恰当？元件选择原则由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越，因此目前大量前置放大器都采用这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时，必需明了知道如何为运算放大器选定适当的技术规格。在设计过程中，系统设计工程师经常会面临以下问题。1、是否有必要采用高精度的运算放大器？输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限，这并非运算放大器所能接受。若输入信号或共模电压太微弱，设计师应当采用补偿电压(Vos)极低而共模抑制比(CMRR)极高的高精度运算放大器。是否采用高精度运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益，增益越大，便越需要采用较高确切度的运算放大器。2、运算放大器需要什么样的供电电压？这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出要求才可决定，但不同电源的不同电源抑制比(PSRR)会影响运算放大器的确切性，其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外，功耗大小也与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。3、输出电压是否需要满摆幅？低供电电压设计寻常都需要满摆幅的输出，以便充分利用整个动态电压范围，以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题，运算放大器电路的配置会有自己的解决方法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置，因此输入无需满摆幅，原因是共模电压(Vcm)永远小于输出范围或等于零(只有极少例外，例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器)。4、增益带宽的问题是否更令人忧虑？是的，特别是对于音频前置放大器来说，这是一个十分令人忧虑的问题。由于人类听觉只能觉察大约由20Hz至20kHz频率范围的声音，因此部分工程师设计音频系统时会忽视或轻视这个“范围较窄〞的带宽。事实上，表达音频器件性能的重要技术参数如低总谐波失真(THD)、快速转换率(slewrate)以及低噪声等都是高增益带宽放大器所必需具备的条件。深入了解噪声在设计低噪声前置放大器之前，工程师必需细心审视源自放大器的噪声，一般来说，运算放大器的噪声主要来自四个方面：1、热噪声(Johnson)：由于电导体内电流的电子能量不规矩波动产生的具有宽带特性的热噪声，其电压均方根值的正方与带宽、电导体电阻及绝对温度有直接的关系。对于电阻及晶体管(例如双极及场效应晶体管)来说，由于其电阻值并非为零，因此这类噪声影响不能忽略。2、闪烁噪声(低频)：由于晶体表面不断产生或整合载流子而产生的噪声。在低频范围内，这类闪烁以低频噪声的形态出现，一旦进入高频范围，这些噪声便会变成“白噪声〞。闪烁噪声大多集中在低频范围，对电阻器及半导体会造成干扰，而双极芯片所受的干扰比场效应晶体管大。3、射击噪声(肖特基)：肖特基噪声由半导体内具有粒子特性的电流载流子所产生，其电流的均方根值正方与芯片的平均偏压电流及带宽有直接的关系。这种噪声具有宽带的特性。4、爆玉米噪声(popcornfrequency)：半导体的表面若受到污染便会产生这种噪声，其影响长达几毫秒至几秒，噪声产生的原因仍旧未明，在正常状况下，并无一定的模式。生产半导体时若采用较为清白的工艺，会有助减少这类噪声。此外，由于不同运算放大器的输入级采用不同的结构，因此晶体管结构上的差异令不同放大器的噪声量也大不一致。下面是两个具体例子。

双极输入运算放大器的噪声：噪声电压主要由电阻的热噪声以及输入基极电流的高频区射击噪声所造成，低频噪声电平大小取决于流入电阻的输入晶体管基极电流产生的低频噪声；噪声电流主要由输入基极电流的射击噪声及电阻的低频噪声所产生。

CMOS输入运算放大器的噪声：噪声电压主要由高频区通道电阻的热噪声及低频区的低频噪声所造成，CMOS放大器的转角频率(cornerfrequency)比双极放大器高，而宽带噪声也远比双极放大器高；噪声电流主要由输入门极漏电的射击噪声所产生，CMOS放大器的噪声电流远比双极放大器低，但温度每升高10(C，其噪声电流便会增加约40%。

工程师必需深入了解噪声问题及进行大量计算，才可将这些噪声化为数字确切表达出来。为了避免将问题繁杂化，这里只选用音频技术规格最关键的几个参数。

上述方程式中的S及N均为功率。

PDA麦克风前置放大器电路在这里我们探讨一下如何设计一款适合PDA采用的麦克风前置放大器，正如上文所述，我们必需明白信源是输入前置放大器的信号。首先，我们必需知道以下信息：

计划采用的麦克风类型

麦克风输出信号电平

麦克风阻抗及指定阻抗的频率

增益规定，有关增益可能受运算放大器的增益带宽积所限制

输入信号频率范围

噪声规定例如某种陶瓷麦克风的技术规格如下：

阻抗：2.2k((以1kHz的频率操作)

输出信号：200(Vpp

音频输入频率范围：100Hz至4kHz

热噪声：2nV/(Hz前置放大器的增益指标：500(非反相)，第一级可达5倍增益，其次级可达100倍增益。

我们引用公式1：

等量输入噪声(EIN)＝输入参照噪声总量()×输入频率范围

输出噪声=等量输入噪声×增益=545.81nV×5=2.73uV(适用于1级增益)或545.81nV×100=54.58uV(适用于2级增益)。两个放大级的输出噪声总量

1伏输出电压的信噪比电平=20×log(1V÷54.58uV)≈85.3dB电路输出噪声总量大约是每一噪声源均方根的平均均方值总和的平方根，此外输出噪声寻常绝大部分来自噪声量最大的信源。实际电路如图2所示。

图2MIC前置放大器电路图

请注意，这款电路只适用于单电源供电的设计，其中输入及输出电容器(C1及C4)只是选项，工程师可根据实际状况考虑选用。适用与否取决于用户系统的输入与输出如何连接。若