浅淡如何降低通信中的噪声

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无论是哪种电子设备，都有着轻重程度不同的噪声源。较轻的噪声，不易引起人们的高度重视。较重的噪声，则使人们感到十分的厌烦。随着通信技术的现代化、数字化，人们不仅对通信手段要求越来越高，而且对通信质量则要求更高。无论是无线、有线通信，人们都普遍要求信号清楚、信号逼真、信号不受任何串杂音的干扰，有很好的通信质量。因此，噪声问题，在设备的设计、制造、安装和日常维护工作中，都应当十分注意，在电力通信中更为重要。

一、噪声的种类和产生的根源

任何元器件和设备都有噪声，有本身固有的，有客观干扰而随机变化的。这些噪声发生之处，我们称噪声源。噪声的种类凡多、形式多样，但主要的有下列几种：

1.热噪声

热噪声是由于电阻中电子的骚动而引起的。在所有导体中都有一种随温度变化而变化的非周期性电压，这种噪声如式（1）、（2）所表示：

噪声电压Yn=√4KTBR（1）；噪声电流：In=√4KTBR（2）

在上列式子中：K—常数（1.38×10-23焦/开氏度），T—绝对温度（开氏度），B—噪声带宽（赫），R—电阻（欧）。如果热噪声功率的频率分布是均匀的，在一定频率宽度下，其频谱中任何一处有效噪声功率是常数且与电阻值的大小无关，这种噪声叫白噪声，即含有很多频率成份的意思。具有这种特性的噪声源，同样也叫白噪声。

2.散粒噪声

散粒噪是与电流跨越夯垒的流动相关联的，这是由于电子（或空穴）随查发射的，引起电流平均值的超伏所造成。其噪声电流为：

I`n= √2qIdcB。在等式中：q—电子电荷（1.6×10库），Idc—平场电流（安），B—噪声带宽（赫）。

在不同频率时，散粒噪声的功率密度为常数，所以该噪声也称为　白噪声。

3.接触噪声

接触噪声是由于两种材料之间的不完全接触而形成的起伏电导率所产生，它不发生在两个导体相连接的地方。如继电器接点以及晶体管的不良接触和接线假焊等。由于它具有独特的频率特性也叫“1/ f噪声”或低频噪声。其噪声电流式（3）所表示：

In=KIdcB/f（3）。（3）式中：K—材料介质及几何尺寸所确定的常数。由于它的低频特性，接触噪声通常成为低频电路中最主要的噪声源。

4.“炒玉米”噪声

“炒玉米”噪声也叫突发噪声。它的出现与晶体管和集成电路器体上，如把突发噪声放大并传送到扬声器时就会发生象炒玉米时的爆烈声。这往往是由于器件制造工艺不严以及金属材料不纯所造成。它是突发性的，其噪声宽度的变化由微秒到秒，重复频率是非周期的，这种噪声与电流的大小有关，所以在高阻抗电路中表现最为突出。

此外，还有由于磁场的模式不同而且起的模噪声，光分配噪等，这里就不多介绍了。

至于噪声的根源，除器件或整机在设计和制造上的工艺缺点造成外，还有外来的磁场干扰。总之，传播噪声的途径很多，但主要的有下列三点：

4.1噪声源。

4.2对噪声敏感的接收电路。

4.3噪声源到接收电路的耦合通道。当两个电路的电场耦合时，这种耦合可用电容表示，当两个电路的磁场耦合时，这种耦合可用电感来表示，至于噪声耦合的形式，主要有下列几种：

4.3.1传导耦合噪声，即导线经过具有噪声的环境时（如电焊机、高等频电炉、X光机及高压电力线等）拾起的噪声并并传送到电路而造成干扰。

4.3.2经过公共阻挠的耦合，它发生在两个电路的电流而流经一个公其阻抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一电路。

4.3.3电场和磁场耦合，所有元件包括导体在内，当有电荷运动时，都会辐射电磁场，因而对接收设备引起干扰。

二、噪声的抑制方法

由于噪声的种类繁多，耦合的方式又不一样，我们应当仔细观察现象，分折原因，然后采取一系列的技术措施加以克服。

1.良好的屏蔽方式

磁屏蔽的关键在于减小环路面积，即流经接收器回路电流所包围的总面积要尽量减小，以便使返回电流通过一个包围面积较小的途经，使屏蔽体起到防磁作用；电场屏蔽要尽量缩短中心导线伸出屏蔽体的长度，要合屏蔽以良好接地，同时要求屏蔽体做成圆桶形，使屏蔽电流在屏蔽的周围均匀分布，使屏蔽体起到防电场作用。

重视元件的安装位置，防止磁辐射，保证屏蔽体两端都接地以防止导线的辐射。

采用屏蔽接收器的方式可以有效地防止磁场的影响。这是由于屏蔽体是电路的导线之一，在屏蔽体上通过的噪声电流将产生压降，这个压降相当于电路中的一个噪声电压。即使屏蔽体上一端接地，由于有电容与屏蔽体耦合，在屏蔽体内仍会有噪声电流通过。至于高增益放大器的屏蔽罩应接到放大器的共端才能取得较好的屏蔽效果。

2.正确的接地方式

在任何电子设备中接地除能保证安全外，也是有效的抑制噪声的好方法。这方面我们是有过教训的，电业局、公安局无线通讯中继设备都安装在广播电视塔上，由于忽视了正确有效的接地，在一次雷雨天中被雷电击坏了电视转播设备和无线通信设备。使这三个单位都受到了很大的损失。除些外，无线通讯中继设备和广播转播设备相互干扰，直到93年才彻底解决，并进行了正确的有效的接地，就其主要的目的和方法是：

2.1消除各电路电流经一个共地线阻挠所产生的噪声电压。

2.2避免受磁场和电阻差的影响，即不使其形成地环路。

2.3对信号电压有一个基准电位，保护地线必须在大地电位上，而信号地线则根据设计要求可以是大地电位，也可不是大地电位，易保护地线的电位与信号地线配合不好时就会引起噪声，同时为了保证安全，机壳必须有良好的接地，否则，机壳将通过杂散阻挠成击穿绝缘体而带有危险的电压。

至于装设信号地线有两种方式：

2.3.1一点接地；

2.3.2多点接地。

除了屏蔽和接地两种主要方法外，还有平衡方法，电源去耦方法等等。

总之，消除通信中的噪声干扰和选择产地质量一样，都是为了提高质量，保证效果，通信中的许多问题还需要我们去研究、去探讨、去解决。