噪声与干扰综述：分类、来源与抑制策略

本章主要总结了噪声与干扰在信息技术中的重要性及其处理方法。首先，噪声被定义为对有用信号产生干扰的设备发出的内部和外部信号，它可能导致声音失真、图像雪花效应以及数据逻辑错误。噪声的分类广泛，包括按照发生地点分为外部干扰（如天电、宇宙射线、工业干扰）和内部干扰（如设备内部器件的热噪声），按照产生的根源可分为自然和人为干扰，根据电特性又可分为脉冲型、正弦型和起伏型干扰。 重点介绍了电阻的热噪声，它是电阻导体内部由于热骚动引起的无规则运动造成的噪声电流。其特点是起伏噪声，由大量微弱、随机的脉冲电流组成。计算噪声功率密度时，公式 Sv = 4kTR，其中 k 是玻尔兹曼常数，T 是绝对温度，R 是电阻值。在电阻的噪声等效电路中，实际电阻可被视作无噪声电阻与恒压源串联或无噪声电导与恒流源并联，以便于在电路分析中考虑噪声影响。 在处理噪声时，串并联电阻电路中的噪声计算遵循特定原则。例如，当串联或并联的电阻处于相同温度和带宽下，总的均方值噪声电压等于各自噪声电压的简单叠加；但在不同温度和带宽情况下，需要采用功率相加原理进行计算。值得注意的是，纯电抗元件不产生热噪声，但在实际应用中往往包含电阻成分，因此噪声要考虑这些因素。 了解噪声的来源、分类和特性对于设计和优化电子系统至关重要，通过掌握噪声系数和噪声等效电路的概念，工程师能够有效地减少噪声对信号传输和处理的影响，提升系统的稳定性和性能。