噪声来源分析及处理方法

干扰是指测量中来自测量系统内部或外部，影响测量结果的各种因素的总称。

1.外部噪声

传感器检测系统外部干扰源分为两大类：自然界干扰源和人为干扰源，后者是检测系统的主要干扰源。自然界干扰源包括地球外层空间的宇宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层的天电噪声。人为干扰的产生主要有两类：电气设备干扰和放电干扰。电气设备干扰主要有射频干扰、工频干扰和感应干扰等；放电干扰主要有弧光放电干扰、火花放电干扰、电晕放电干扰等。

（1）电晕放电噪声

这种噪声来自高压传输线，噪声的大小与线间距离的二次方成反比。其特点是间歇性地产生脉冲电流，放电过程产生振荡，振荡频率在1MHz以下，它主要对低频系统影响较大，特别是在湿度较高环境中噪声电平更大。

（2）火花放电噪声

火花放电噪声是由电气放电、发电机点火、开关闭合或由于空气带电的干扰造成的。这类噪声普遍存在且频率范围宽，因此对系统影响较大。

（3）电气干扰

电气干扰是输电线、发射设备、电子开关和脉冲发生器等设备所产生的噪声干扰，是最为普遍而且影响较大的一类干扰。例如，低电平信号线只有一段与输电线平行，即使输电线功率小也会产生干扰。

2.内部噪声

内部干扰来自设备本身，内部噪声是器件内部带电微粒的无规则运动产生的，器件内部电阻、晶体管、放大器、开关元件都可产生噪声。产生噪声电压的原因有漂移电压、漂移电流、与放大器相连接的外部电阻产生的热噪声电压。

热噪声又称为电阻噪声。由电阻内部载流子的随机热运动产生，几乎覆盖整个频谱的噪声电压，其有效值电压

式中 K——玻尔兹曼常数；

T——热力学温度；

R——电阻值；(www.xing528.com)

Δf——噪声带宽，取决于系统带宽。

低频噪声又称为1/f噪声。它取决于元器件材料表面的特性，噪声电压，频率越低，噪声电压越大。

接触噪声是一种低频噪声，噪声电流

式中 ——每单位方均根带宽。

3.干扰的传输途径

干扰的途径有“路”和“场”两种形式。

（1）通过“路”的干扰

1）泄漏电阻：元器件支架、探头、接线柱、印制电路以及电容器内部介质或外壳等绝缘不良都可产生漏电流，引起干扰。

2）共阻抗耦合干扰：两个以上电路共有一部分阻抗，一个电路的电流流经共阻抗所产生的电压降就成为其他电路的干扰源。

3）经电源线引入干扰：交流供电线路在现场的分布很自然地构成了吸收各种干扰的网络，而且十分方便地以电路传导的形式传遍各处，并通过电源引线进入各种电子设备造成干扰。

（2）通过“场”的干扰

1）通过电场耦合的干扰：电场耦合是由于两支路（或元器件）之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一支路上去，因此又称电容性耦合。

2）通过磁场耦合的干扰：当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路中。

3）通过辐射电磁场耦合的干扰：辐射电磁场通常来自大功率高频用电设备、广播发射台、电视发射台等。