电阻的噪声分为哪几类

2024-02-05

  电阻器的固有噪声是指电阻器自身产生的噪声,包括热噪声和过剩噪声。


   热噪声电阻器的热噪声电压可以表示为:R是电阻,T是绝对温度,B是频带宽度,k是玻尔兹曼常数。在一定的温度和电阻下,会产生热噪声。热噪声属于电阻器的固有噪声,不能避免或消除。电阻的Thevenin噪声模型由噪声电压源和纯电阻组成。噪声电压的大小与电阻、带宽和温度(开尔文)的平方根成正比。我们通常量化每个1Hz带宽内的噪声,即其频谱密度。电阻噪声理论上是一种“白噪声”,这意味着在带宽内噪声水平相等,并且每个相同带宽内的噪声相同。总噪声等于每个噪声的平方和平方根的和。

  

  我们经常提到的频谱密度单位是V/根赫兹。对于1Hz带宽,该值等于噪声水平。对于白噪声,将频谱密度乘以带宽的平方值可以计算出带宽内白噪声的总大小。为了测量和量化总噪声,需要限制带宽。如果你不知道截止频率,你就不知道频带应该集成到多宽。我们都知道频谱图是以频率的对数为x轴的波德图。在博德图上,在相同宽度的情况下,右侧的带宽远大于左侧的带宽。从整体噪音的角度来看,博德图的右侧可能比左侧更重要。电阻噪声遵循高斯分布,高斯分布是描述振幅分布的概率密度函数。遵循高斯分布是因为电阻噪声是由大量小的随机事件产生的。中心极限定理解释了它是如何形成高斯分布的。通信噪声的均方根电压幅度等于±1o范围内的高斯分布幅度。对于均方根电压为1V的噪声,瞬时电压在±1V范围内的概率为68%(±1o)。人们通常认为白噪声和高斯分布之间存在某种相关性,但事实上它们并不相关。例如,滤波电阻器的噪声不是白噪声,而是仍然遵循高斯分布。二进制噪声不遵循高斯分布,但它是白噪声。电阻噪声既是白噪声,又遵循高斯分布。纯理论研究人员会认为,高斯噪声并不能定义峰间值,但它是无限的。没错,高斯分布曲线在两侧无限延伸,所以任何电压峰值都是可能的。在实践中,很少有超过均方根电压值±3倍的电压尖峰。许多人使用6倍均方根电压值来近似峰间电压值。为了留下足够的裕度,甚至可以使用8倍均方根电压值来近似峰间值。一个有趣的问题是,由串联的两个电阻器引起的噪声之和等于由这两个电阻器之和引起的噪声。类似地,两个并联电阻器产生的噪声之和等于两个并联电阻产生的噪声。如果不是这样,那么串联或并联连接电阻器时会出现问题。幸运的是,事实确实如此。高电阻电阻器不会因其自身的噪声电压而产生电弧和火花。电池的传输容量在电池的两端并联,这将限制其带宽和端子电压。同样,你可以想象,绝缘体上产生的高噪声电压也会被其寄生电容和周围的导体转移。实际电阻的固有噪声往往比热噪声大得多,超过热噪声幅度的噪声称为过量噪声。

  与热噪声不同,过量噪声来自电阻器内部结构的不连续性和不完整性,这与电阻器的类型密切相关。线绕电阻器的内部由大块金属制成,具有最小的不连续性,使其成为具有最低过量噪声的电阻器;合成材料的电阻内部结构是不连续的,这是最大的抗噪声能力;固有噪音:绕线优于金属氧化膜,金属膜优于碳膜,玻璃釉优于合成膜。

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金属膜柱状电阻,又称:晶圆电阻,柱状电阻,色环贴片电阻,无脚电阻,无引线电阻。金属膜柱状电阻介于贴片电阻与直插电阻之间,主要适用于电流较大/耐高压冲击/安全性要求高的高阶电路中,与直插电阻相比,由于去掉了引线,因此很大的降低了直插电阻在高频时引线所产生的寄生电感,同时能够解决直插电阻小阻值中精度与温度系数无法提高的难题,与片状电阻相比,由于更大的表面面积使之耐电流,耐高压的性能大大提升,不论在在功能上,机械结构上,电气特性上,或安全性上,都明显优于常规贴片电阻。

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