微弱信号检测与锁定放大器上海交通大学物理实验中心杨文明噪声与干扰 u 通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声。 u 把来自外部的原因的扰动称为干扰,有一定的规律性,可以减少或消除。 u 锁定放大器要解决的就是如何在很强的外部干扰环境中检测弱信号。噪声与干扰 u宽带的或持续的无用信号 u通常把可以减少或消除的外部扰动称为干扰,把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声。噪声与干扰 u瞬时的或窄带的无用信号 u 市电 50Hz 或 100Hz ( 整流等);电台; 开关通/ 断;高能量的脉冲电流或电压; 机械振动;太阳活动;雷电等实验室中的典型噪声环境 u 50Hz –电源布线,仪器内部功率单元等 u 50Hz 的谐波–可控硅斩波,整流,电感等造成正弦波失真或毛刺 u电气触点的通/断–触点的通/断总伴随着电火花或电弧实验室中的典型噪声环境 u高频信号–开关电源–大功率高频振荡器 u 1/f 噪声-8-6-4-20+2+4+6+8 -8-6-4-2+2+4+6+8 0 1 10 +2 +3 +4 +5 +6 +7 频率单位带宽的相对功率实验室环境的噪声与干扰分布市电 50Hz 150Hz 100Hz 200Hz 典型宽带干扰范围调幅广播调频广播检测系统的屏蔽与接地 u噪声的引入: –电容性偶合:电场引起,噪声源内阻高–电感性偶合:磁场引起,噪声源内阻低噪声的屏蔽 u电容性偶合: –降低电路的阻抗, –在噪声源与信号线之间建立导电屏障, 屏障接地。例屏蔽线,铜罩壳等。噪声的屏蔽 u电感性偶合–减少回路面积, –用铁磁性物质包围噪声源。例如,变压器的外壳,双绞线。
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