简述噪声的产生机理和来源-德赢Vwin官网网

引言：噪声广泛存，噪声按照噪声携带能量的强弱分为功率型噪声和信号型噪声，功率型噪声持续时间短，能量强，对设备的寿命具有很大的影响，而信号型噪声顾名思义来源于信号且作用于信号，本节简述噪声的产生机理和来源。

图1：噪声的分类 1.功率型噪声的产生静电静电是不同物理性质的物体表面积聚的电荷发生短时间转移的现象，静电的特征是持续时间端，脉冲高，不加防护策略的话容易损坏后继器件，并且对数字信号也会造成瞬间的干扰。浪涌浪涌出现在电源网络中，浪涌波持续时间相对于静电长，但峰值较低，整体能量高于静电，电源线中的浪涌如果不加消解，会直接损坏受电器件。波动波动也是出现在电源网络中，波动一部分是源端不稳，一部分是负载端变化过大，波动的危害小于浪涌，在一定范围内不会有影响，波动超过一定阈值，就有风险，缩短用电器件的寿命。开关噪声 DC-DC是开关型器件，所以DC-DC供电中杂带的噪声也归结为开关噪声，来源在于开关节点的高频率切换产生高频信号，该信号一部分辐射出去，一部分跟随电源线传输进后级。 2.信号型噪声的产生高速数字IC

CMOS电路简化模型主要应用于数字IC，如图2所示。驱动器侧的CMOS晶体管的工作用开关简化表示，接收器侧的CMOS晶体管栅电容用接地电容器表示。数字IC通过控制驱动器侧的与信号线相连接的开关，将其切换至电源侧VDD或接地侧GND，可将信号输出电平设置为1或者0。

图2：数字IC简化模型

正常情况下，如果CMOS数字电路电源信号电平不改变，几乎没有电流流过。然而，如果栅电容充电电流（信号电平从0切换至1时）和放电电流（当信号电平从1切换至0时）通过信号线，如图2-2所示，电流就会流过电源处和接地处。当信号切换时，除了此电流，还有所谓的直通电流会从驱动器电源处流向接地处，直通电流也成为脉动电流流经电源处和接地处。

由于这类电流跳动非常剧烈，包括很多频率元件，因此当能量向外辐射时，就会造成噪声故障。此外，由于电流急剧变化造成电源电压变化（电源和接地模式电感），会造成共用同一电源的外围电路运行不稳定（地弹）。

振铃

图3：振铃影响频谱的构成振铃会产生更多高频率的噪声，如图3所示，在频谱上体现为频率范围拓宽，幅度增强。反射如果信号沿互连线传播时，所受到的瞬态阻抗（线末端或者是互连线拓扑结构发生改变的地方，例如拐角，过孔，T型结构，接插件等处）发生变化，则一部分信号将被反射回源端，另一部分发生失真并继续传播，这正是单一网络中多数信号完整性问题产生的主要原因，所以反射这一概念已经是信号完整性的范畴，但反射也会增加噪声。

图4：反射增加噪声原理

3.小结

图5：噪声和相应对策

功率型噪声不仅会影响器件的寿命，还会影响系统的数字信号和射频信号，比如雷雨天气花屏，通话有噪音，静电触摸闪屏等等，而信号型噪声只对信号质量有影响，不会损害器件的寿命。在处理系统的噪声问题时，首先就需要判断噪声的类型，然后根据噪声的类型判断其来源和产生原因，最后再制定相应静噪策略。

审核编辑：黄飞

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原文标题：噪声的产生机制和来源

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