噪聲傳感器的來源是什么？

時間：2020-11-02

噪聲傳感器的來源是什么？

低頻噪聲

低頻噪聲主要是由于內(nèi)部的導(dǎo)電微粒不連續(xù)造成的。特別是碳膜電阻，其碳質(zhì)材料內(nèi)部存在許多微小顆粒，顆粒之間是不連續(xù)的，在電流流過時，會使電阻的導(dǎo)電率發(fā)生變化引起電流的變化，產(chǎn)生類似接觸不良的閃爆電弧。另外，晶體管也可能產(chǎn)生相似的爆裂噪聲和閃爍噪聲，其產(chǎn)生機(jī)理與電阻中微粒的不連續(xù)性相近，也與晶體管的摻雜程度有關(guān)。

半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的散粒噪聲

由于半導(dǎo)體 PN 結(jié)兩端勢壘區(qū)電壓的變化引起累積在此區(qū)域的電荷數(shù)量改變，從而顯現(xiàn)出電容效應(yīng)。當(dāng)外加正向電壓升高時，N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴向耗盡區(qū)運(yùn)動，相當(dāng)于對電容充電。當(dāng)正向電壓減小時，它又使電子和空穴遠(yuǎn)離耗盡區(qū)，相當(dāng)于電容放電。當(dāng)外加反向電壓時，耗盡區(qū)的變化相反。當(dāng)電流流經(jīng)勢壘區(qū)時，這種變化會引起流過勢壘區(qū)的電流產(chǎn)生微小波動，從而產(chǎn)生電流噪聲。其產(chǎn)生噪聲的大小與溫度、頻帶寬度△f 成正比。

高頻熱噪聲

高頻熱噪聲是由于導(dǎo)電體內(nèi)部電子的無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的。溫度越高，電子運(yùn)動就越激烈。導(dǎo)體內(nèi)部電子的無規(guī)則運(yùn)動會在其內(nèi)部形成很多微小的電流波動，因其是無序運(yùn)動，故它的平均總電流為零，但當(dāng)它作為一個元件(或作為電路的一部分)被接入放大電路后，其內(nèi)部的電流就會被放大成為噪聲源，特別是對工作在高頻頻段內(nèi)的電路高頻熱噪聲影響尤甚。

通常在工頻內(nèi)，電路的熱噪聲與通頻帶成正比，通頻帶越寬，電路熱噪聲的影響就越大。以一個 1kΩ的電阻為例，如果電路的通頻帶為 1MHz，則呈現(xiàn)在電阻兩端的開路電壓噪聲有效值為 4μV(設(shè)溫度為室溫 T=290K)?？雌饋碓肼暤碾妱觿莶⒉淮?，但假設(shè)將其接入一個增益為 106 倍的放大電路時，其輸出噪聲可達(dá) 4V，這時對電路的干擾就很大了。

電路板上的電磁元件的干擾

許多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，在電流通過時其線圈的電感和外殼的分布電容向周圍輻射能量，其能量會對周圍的電路產(chǎn)生干擾。像繼電器等元件其反復(fù)工作，通斷電時會產(chǎn)生瞬間的反向高壓，形成瞬時浪涌電流，這種瞬間的高壓對電路將產(chǎn)生較大的沖擊，從而嚴(yán)重干擾電路的正常工作。

晶體管的噪聲

晶體管的噪聲主要有熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲。

熱噪聲是由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動通過 BJT 內(nèi) 3 個區(qū)的體電阻及相應(yīng)的引線電阻時而產(chǎn)生。其中 rbb 所產(chǎn)生的噪聲是主要的。

通常所說的 BJT 中的電流，只是一個平均值。實(shí)際上通過**結(jié)注入到基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個瞬時都不相同，因而**較電流或集電極電流都有無規(guī)則的波動，會產(chǎn)生散粒噪聲。

由于半導(dǎo)體材料及制造工藝水平使得晶體管表面清潔處理不好而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。它與半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子的復(fù)合有關(guān)，表現(xiàn)為**較電流的起伏，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱 1/f 噪聲。它主要在低頻(kHz 以下)范圍起主要作用。

電阻器的噪聲

電阻的干擾來自于電阻中的電感、電容效應(yīng)和電阻自身的熱噪聲。例如一個阻值為 R 的實(shí)芯電阻，可等效為電阻 R、寄生電容 C、寄生電感 L 的串并聯(lián)。寄生電容為 0.1～0.5pF，寄生電感為 5～8nH。在頻率** 1MHz 時，這些寄生電感電容就不可無視了。電阻都產(chǎn)生熱噪聲，一個阻值為 R 的電阻(或 BJT 的體電阻、FET 的溝道電阻)未接入電路時，在頻帶 B 內(nèi)所產(chǎn)生的熱噪聲電壓式中：k 為玻爾茲曼常數(shù);T 是溫度(單位：K)。熱噪聲電壓自身是一個非周期變化的時間函數(shù)，它的頻率范圍是很寬廣。所以寬頻帶放大電路受噪聲的影響比窄頻帶大。電阻產(chǎn)生接觸噪聲，接觸噪聲電壓式中：I 為流過電阻的電流均方值;f 為頻率;k 是與資料幾何外形有關(guān)的常數(shù)。因?yàn)?nbsp;Vc 在低頻段起著重要的作用，所以它是低頻傳感器的主要噪聲源。

集成電路的噪聲

集成電路的噪聲干擾一般有兩種：一種是輻射式，一種是傳導(dǎo)式。這些噪聲尖刺對于接在同一交流電網(wǎng)上的其他電子設(shè)備會產(chǎn)生較大影響。噪聲頻譜擴(kuò)展至 100MHz 以上。在實(shí)驗(yàn)室中，可以用高頻示波器(100MHz 以上)觀察一般單片機(jī)系統(tǒng)板上某個集成電路電源與地引腳之間的波形，會看到噪聲尖刺峰 - 峰值可達(dá)數(shù)百毫伏甚至伏級。

詞條
詞條說明
位移傳感器的注意事項(xiàng)和診斷方法
位移傳感器使用注意事項(xiàng)1、位移傳感器種類繁多，不同原理設(shè)計(jì)的傳感器產(chǎn)品測量精度、使用壽命、響應(yīng)頻率及適用場合會略有不同。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場安裝與測量要求選用適宜的位移傳感器產(chǎn)品。2、位移傳感器測量量程均有一定的范圍，**行程使用會造成傳感器無法輸出真實(shí)的數(shù)據(jù)，嚴(yán)重時有可能會損毀傳感器。采購或者定制位移傳感器產(chǎn)品時，應(yīng)選擇合適的量程，部分產(chǎn)品可留有一定的余量，方便傳感器安裝與使用。3、位移傳感器安裝使用中應(yīng)盡
【氣體檢測儀】氣體檢測儀的使用壽命多久
氣體檢測儀的使用壽命主要取決于，它的主要元件-----傳感器。我們也知道，不可能有一種傳感器可以檢測所有的氣體，滿足所有的要求，各種氣體和各種環(huán)境使用的傳感器也不一樣，大致可以分為：用于檢測有毒氣體濃度的傳感器和用于檢測可燃?xì)怏w的爆炸濃度的傳感器。用于測量有毒氣體濃度的傳感器大多是電化學(xué)傳感器，它是基于電化學(xué)原理工作的傳感器，影響其壽命的主要是電解液，一般的傳感器在2～3年之后，電解液就消耗的不能
【噪聲傳感器】噪聲傳感器工作原理
工作原理噪聲傳感器正是由于傳感器內(nèi)置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒,聲波使話筒內(nèi)的駐極體薄膜振動，導(dǎo)致電容的變化，而產(chǎn)生與之對應(yīng)變化的微小電壓，從而實(shí)現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。噪聲傳感器正是由于傳感器內(nèi)置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒,駐極體面與背電極相對，中間有一個較小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構(gòu)成一個平板電容器。電容的兩較之間有輸出電
噪聲傳感器是什么？
技術(shù)參數(shù)直流供電：10～30VDC功率：0.4W工作溫度：-20～60℃，0%RH～80%RH分辨率：0.1dB測量范圍：30dB～120dB頻率范圍：20Hz～12.5kHz響應(yīng)時間：≤3s穩(wěn)定性：使用周期內(nèi)小于2%噪聲精度：±0.5dB（在參考音準(zhǔn)，94dB@1kHz）傳感器內(nèi)置高靈敏度傳感器、前置放大器、高速DSP處理器，計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、聲校準(zhǔn)裝置、供電裝置及數(shù)據(jù)信號調(diào)理板、工作狀態(tài)指示燈等，擁有