电子噪声与低噪声设计

电子噪声包括内部固有噪声和外部干扰噪声。电子噪声是影响检测系统性能的主要因素之一。在通信系统中，噪声可能导致信息传输错误。 本书致力于利用随机噪声理论分析和解释电子系统中噪声的产生和传播问题，介绍各种噪声源相关的机制和模型，说明不同噪声的特性和传播方式，以及线性电路中的噪声分析方法和噪声特性测量方法，并详细介绍各种不同噪声的抑制方法，给出大量实例，总结出低噪声设计的规则和要点。 本书可用作电子工程、自动化、测试技术与仪器等专业的本科生或研究生教材，也可供涉及电子噪声和电磁兼容性的工程技术人员参考。

电子噪声包括内部固有噪声和外部干扰噪声。电子噪声是影响检测系统性能的主要因素之一。在通信系统中，噪声可能导致信息传输错误。
本书致力于利用随机噪声理论分析和解释电子系统中噪声的产生和传播问题，介绍各种噪声源相关的机制和模型，说明不同噪声的特性和传播方式，以及线性电路中的噪声分析方法和噪声特性测量方法，并详细介绍各种不同噪声的抑制方法，给出大量实例，总结出低噪声设计的规则和要点。
本书可用作电子工程、自动化、测试技术与仪器等专业的本科生或研究生教材，也可供涉及电子噪声和电磁兼容性的工程技术人员参考。

高晋占，清华大学教授，工学博士。1970年毕业于清华大学并留校任教，1979―1982年由教育部选派到荷兰Delft大学电机系学习。多次承担国家自然科学基金项目及科技攻关项目的研究工作，在多相流检测、微弱信号检测以及智能仪表领域达到优选水平。在靠前外学术刊物上发表文章多篇。著有《微弱信号检测》等书，主编《注册工程师执业资格考试复习教程一公共基础部分》。

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目录










第1章随机噪声基础

1.1随机噪声概述

1.1.1噪声定义与分类

1.1.2内部固有噪声和外部干扰噪声比较

1.1.3噪声的影响

1.2随机噪声的概率分析方法

1.3随机噪声的统计特征

1.3.1均值、方差与均方值

1.3.2相关函数与协方差函数

1.3.3功率谱密度函数

1.4常见随机噪声

1.4.1白噪声与有色噪声

1.4.2窄带噪声

1.5随机噪声通过电路系统的响应

1.5.1随机噪声通过线性系统的响应

1.5.2随机噪声通过非线性系统的响应


第2章电子系统中的固有噪声源

2.1热噪声

2.1.1热噪声的起源

2.1.2热噪声的特性

2.2扩散噪声

2.3散弹噪声

2.4量子噪声

2.5产生复合噪声(GR噪声)

2.61/f噪声

2.7爆裂噪声

2.8雪崩噪声


第3章噪声参数与噪声分析

3.1功率和增益

3.1.1功率的各种常用定义

3.1.2资用功率和资用功率增益

3.1.3可交换功率和可交换功率增益

3.2等效噪声带宽

3.3线性一端口的噪声参数

3.3.1等效噪声电阻

3.3.2等效噪声温度

3.3.3其他噪声参数

3.4线性二端口的噪声模型与噪声参数

3.4.1EnIn噪声模型及等效输入噪声电阻

3.4.2等效输入噪声温度

3.4.3工作噪声温度

3.4.4噪声系数

3.4.5噪声测度

3.5二端口噪声分析

3.5.1二端口的噪声模型变换

3.5.2等效噪声源相关时二端口的噪声分析


第4章电子器件噪声

4.1电阻噪声

4.1.1电阻的噪声机制与噪声指标

4.1.2低噪声电阻的选择

4.2电容、电感和电池噪声

4.3半导体二极管的噪声特性

4.4双极型晶体管(BJT)的噪声特性

4.4.1BJT的结构、等效电路和噪声源

4.4.2BJT的噪声参数

4.4.3BJT噪声的频率分布

4.5场效应管(FET)的噪声特性

4.5.1FET的结构与噪声源

4.5.2FET的噪声等效电路与噪声参数

4.6运算放大器的噪声特性

4.6.1运算放大器的等效输入噪声模型

4.6.2运算放大器噪声性能计算

4.7传感器电路噪声分析


第5章噪声性能测量

5.1噪声测量常用方法

5.2噪声测量中的检波器和平均器

5.3噪声功率和有效值的测量误差

5.4噪声功率谱密度测量

5.5二端口等效输入噪声测量

5.6噪声系数测量

5.7噪声温度测量

5.8其他噪声性能的测量和计算

5.9噪声发生器


第6章干扰噪声

6．1外部噪声源

6.1.1自然噪声源

6.1.2电磁噪声源

6.1.3静电噪声源

6.1.4非电起源的干扰噪声源

6.1.5干扰噪声的频谱分布

6．2干扰噪声耦合途径

6.2.1传导耦合

6.2.2电场耦合

6.2.3磁场耦合

6.2.4电磁辐射耦合

6.2.5耦合模式


第7章干扰噪声抑制方法

7.1电磁屏蔽

7.1.1场传播与波阻抗

7.1.2屏蔽层的吸收损耗

7.1.3屏蔽层的反射损耗

7.1.4屏蔽层中的多次反射

7.1.5屏蔽效能分析与综合

7.1.6影响屏蔽效能的其他因素

7.1.7屏蔽总结

7.2电缆屏蔽层接地

7.2.1电缆介绍

7.2.2电缆屏蔽层和芯线之间的耦合

7.2.3电缆屏蔽层接地抑制电场耦合噪声

7.2.4电缆屏蔽层接地抑制磁场耦合噪声

7.2.5电缆屏蔽层接地的实现

7.3电路接地

7.3.1接地概述

7.3.2电路的接地方式

7.3.3放大器输入信号回路接地

7.3.4防护屏蔽

7.4其他噪声抑制技术

7.4.1隔离

7.4.2共模扼流圈

7.4.3滤波

7.4.4铁氧体磁珠

7.4.5信号线和电源线的抗干扰措施


第8章减少干扰噪声发射的方法

8.1与交流供电有关的干扰噪声

8.2直流电源产生的噪声

8.2.1传统直流电源

8.2.2开关式电源

8.3机械触点开关产生的噪声

8.3.1辉光放电

8.3.2电弧放电

8.3.3触点保护基础

8.3.4触点保护网络

8.4数字电路发射的噪声

8.4.1感应噪声

8.4.2与时钟辐射相关的噪声

8.4.3电缆不匹配引起的反射

8.4.4直流电源的电流需求突变

8.5变压器噪声

8.6静电放电噪声

8.6.1静电积累

8.6.2静电放电

8.6.3ESD事件的预防和控制

第9章低噪声电路设计

9.1低噪声设计技术概述

9.2有源器件的选择

9.3直流工作点设置

9.4偏置电路低噪声设计

9.5噪声匹配

9.5.1附加电阻或电抗对噪声系数的影响

9.5.2调整工作点进行噪声匹配的局限性

9.5.3利用变压器实现噪声匹配

9.5.4有源器件并联法

9.6反馈

9.6.1反馈对噪声特性的影响

9.6.2不同组态反馈放大器噪声分析

9.7高频低噪声放大器设计考虑

9.8低噪声电路设计举例

9.9抑制干扰噪声的实用建议


附录常用常数


参考文献