電子電路噪聲的原因與抑制

簡弋強 成都市石室外國語學校

隨著網絡時代的來臨，手機、電腦和各種家電充斥著我們的生活，提高了我們的生活質量。但是這些高精密的電子設備所產生的電子電路的噪聲也給我們的生活帶來了極大的困擾，甚至在某種程度上影響了我們的身體健康。本文首先對電子電路所產的噪聲進行了定義，然后對電子電路噪聲進行了分類并研究了噪聲產生的原因，提出了相應的解決辦法，為電子類產品性能的提高提供了一定的參考。

1 電子電路噪聲的定義

電子電路的噪聲實質上是一種電子信號，因此，電路中產生的非目的信號的其他電子信號都屬于噪聲，這種電子電路的噪聲如果超出了電子類產品電路或電子器件抗干擾的最大限額，就可能會引發電路功能紊亂或者對電子類產品造成一定程度的損害，同時也會對人體的健康產生一定的影響。因此研究電子電路噪聲產生的原因并制定相應的抑制策略非常重要。

2 電子電路噪聲的分類

電子電路噪聲主要分為外部噪聲和內部噪聲兩大類。外部噪聲主要是指受工業、天氣、宇宙輻射等散雜磁場產生的信號干擾而引發的噪聲以及交流電網受到電流沖擊時由高頻干擾電壓產生的信號干擾引發的噪聲。內部噪聲則是指構成電子線路的器件本身存在導電缺陷或電路設計缺陷而引發的噪聲，主要包括導體波動電勢引發的熱噪聲、電子或空穴隨機發射引發的散彈噪聲以及存在于電阻或半導體器件內的低頻噪聲。

3 電子電路外部噪聲產生的原因及抑制策略

3.1 磁場干擾產生的外部噪聲及抑制策略

電子電路的外部噪聲有很大一部分來自于外部磁場的干擾。首先，自然現象帶來的宇宙輻射可以引發電子電路的外部噪聲，對我們的廣播、導航等通訊設備影響很大。而來自工業變壓器、電動機等大功率設備磁場以及周圍環境通過電源線、接地線路等途徑產生的人為干擾也可以對我們的數字線路和電氣設備等造成很大的噪聲干擾。我們需要采取有效的應對策略來對這些磁場干擾引發的電子電路外部噪聲進行抑制。一般來講，我們可以采取適宜的抗干擾措施，屏蔽或者弱化這些磁場的信號，保證電子電路目的信號的純正和正常運行。

3.2 電源干擾產生的外部噪聲及抑制策略

因濾波不佳或者電壓不穩造成的直流電電源干擾也是引發電子電路噪聲的主要原因之一。我們可以采取如下措施來抑制來自電源的干擾:在電源變壓器的一次繞組和二次繞組之間設置屏蔽層并安全接地；也可以采用加接電源濾波器的方法來減少高次諧波的干擾；為了減少突發事件產生的瞬時過電流的沖擊，我們也可以采用穩定度較高而阻抗輸出較低的直流電源來抑制電源干擾所產生的外部噪聲。

3.3 地線干擾產生的外部噪聲及抑制策略

地線設置不合理會導致干擾電流大量疊加，容易引發電路輸入端的噪聲干擾。為了抑制這種接地噪聲干擾，我們可以采用較為粗大的接地干線并采用較低的回路抗組裝置，焊接的銅條可以采用矩形形狀以保證其橫截面大于流經電流的容量限額，輸出裝置的接地點處于距離電源地端的最近處，而輸入裝置的接地點應距離電源地端的最遠處，保證各級接地元件連接的次序為逆向排列。

4 內部噪聲產生的原因及抑制策略

4.1 瞬時電流引發的內部噪聲及抑制策略

瞬時電流的產生與TTL集成電路的狀態轉換以及負載電容充放電有關。這種尖峰電流的沖擊性較強，極易引發電流功耗的增加和電源的損壞。因此，需要采取措施對其進行抑制。一般情況下，我們可以把兩個具有高頻性能的陶瓷電容并聯在電源線和地線之間來干擾電流尖峰的輸出，也可以串聯限流保護電阻來防止出現大電容負載時引發電源難以承受的問題。

4.2 電流竄擾引發的內部噪聲及抑制策略

當鄰近的較長信號線借助互感和互容電磁把各自信號線的信號耦合到其他鄰近線路的時候，就會產生電流竄擾引發的內部噪聲。信號的頻率和阻抗越高，噪聲干擾也就越大。為了避免這種電流竄擾的影響，我們要盡量避免布設平行線，可以采用分散或者交叉走線的方式；在平行線不可避免的情況下，盡量縮短鋪設平行線的長度，也可以在信號輸入端設置密特觸發器來消除可能存在的竄擾信號。

4.3 反射引發的內部噪聲及抑制策略

一旦信號的輸出元件、傳輸線和信號接收器元件間出現阻抗不匹配的情況，就會產生因傳輸線上的反射信號所引發的內部噪聲。只要我們盡可能地縮短接線的長度，并且注意相互間阻抗匹配的問題，就可以減少因反射造成的信號改變而引發的邏輯電路錯誤。

綜上所述，電子電路噪聲問題成為困擾當今電子產業的一大難題。本文分析了電子電路噪聲產生的各種原因，列舉了對電子電路信號產生干擾的各個因素，并根據噪聲產生的實際情況提出了相應的抑制策略，為電子類產品性能的提高做出了指導性的建議。

[1]孟祥儐.談電子電路噪聲干擾及其抑制[J].科技創業家. 2012(22)

[2]袁富晶.談電子電路噪聲的原因、監測及抑制措施[J].佳木斯教育學院學報.2012(02)

[3]岳明道,朱光.電子電路中的噪聲干擾及其抑制[J].宿州學院學報.2006(01)

[4]靳孝峰,張琦.電子電路中的噪聲及其抑制措施[J].焦作大學學報.2001(04)