原创 关于噪声的特征、测量和处理

在电信号产生和传输过程中，容易受到寄生、杂散电容或电感产生的电磁干扰。这种对有用信号干扰的扰动信号就是噪声，常用信噪比（SNR）来表征。

测试噪声常用示波器观察，容易观察出时域的电压噪声。对产品而言，但输入为零时，输出也会存在噪声，这个指标一般都会检验，对微弱信号输出建议用低噪声电缆。但要注意示波器本身、接线电缆也会产生噪声。也可以用万用表测量，这个测得的就是有效值了，对各种类型的噪声的计算方法有所不同。这个方面的内容还是去查看相关书籍吧。

从设计上讲，当然是希望信噪比越高越好。但是噪声现象是普遍存在的，如电网中高次谐波的存在、为芯片供电的电源输出纹波影响输出质量和印制板走线的电磁干扰等。为此，滤波、去耦、静电等多种软硬件方法可以预防和减少干扰噪声。如上面提到的电网中高次谐波，用有源低通滤波结合软件算法可以有效抑制谐波分量；电源采用纹波较少的线性电源替代开关电源，为芯片供电时，数字芯片的电源均接入滤波和去耦电容改善数字信号的质量；印制板走线注意信号和电源线的关系，电路板要敷地，画PCB有很多讲究。

噪声在传感器测试方面的影响更为明显。传感器输出微弱信号，信噪比有限，后续的放大处理也将噪声信号放大。若涉及到AD转换，特别是16位AD这样的高精度器件，从电源供电、转换芯片模拟和数字地上都需要减小噪声干扰。比如说满量程10V的输入范围，16位AD转换的分辨率为10/217=0.00763mV。传感器输出100mV，那么仅1μV的噪声信号就会使AD转换的精度难以保证。因此必须找到信号和噪声的频率范围差异，常用滤波器分离出有用信号。