1/f噪声影响及解决措施

news2024/11/15 13:30:27

        在将6位半数字万用表输入短接时,观察其输出。在逐渐增加均值次数后,噪声开始下降,达到一定程度后便停止下降,随着时间的推移,停止下降的噪声在逐渐增加,该部分主要是1/f噪声影响。

        这种1/f噪声(或闪烁噪声)是精密测量最普遍的限制。之所以取这个名称,是因为其功率谱密度与频率成反比,如下式表示:

        Noise_Power(f) = 1/f

        如图1所示,该噪声最终会小于宽带噪声,产生一个转折频率。在进行电平测量,必须懂得如何减轻其影响。

        同时,电流噪声也有1/f转折频率。另外电阻本身可能产生与电流相关的过量噪声,这是由其材质决定的。金属箔和绕线电阻的噪声系数往往是最低的。 

        避开1/f噪声的常用方法有斩波稳定法和求均值法。

  1. 斩波稳定法是将信号调制到没有1/f噪声的区域,然后进行解调。它是把1/f噪声移到其他频段,以便能够将其轻松滤除;
  2. 求均值法是并联多个放大器以达到更低的噪声水平,因为这相当于对多个不相关的噪声源求均值。

       若要利用现成器件检测到比10 nV低一点的信号;如果并联多个放大器,检测精度可接近1 nV水平。要检测比这还小的信号,必须采用特殊技术(成本可能非常高)。但不管怎么做,1/f都会以某种方式重新出现。

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