噪声可能由各种来源引起，并表现在一系列频率、带宽和频谱分布中（图 1）。噪声以共模或差模能量的形式涌现。它可以起源于系统内部，也可以来自外部来源。无论其详细特色或来源如何，噪声都是一种不受欢迎的能量形式。
图 1：噪声是由各种来源引起的，可以以各种形状、大小和频率表现出来。 （图片：Altium）
噪声的来源和类型
仿照和稠浊旗子暗记系统中有一系列噪声源。一些常见的噪声类型包括白噪声、粉红噪声、约翰逊噪声、量化噪声和爆米花噪声。
白噪声具有平坦的频谱并且在全体频域中均匀分布。降落带宽可从仿照旗子暗记中去除白噪声。将放大器的带宽降落 N 倍会以 N 的平方根降落 RMS 白噪声。
粉红噪声，也称为闪烁或 1/f 噪声，具有与频率成反比的频率依赖性。每个频率级别的粉红噪声能量以每倍频程约 1 到 3 dB 的速率低落。这与在所有频率水平上具有相同能量的白噪声形成比拟。因此，粉红噪声在低频时最强，但在高频时，它会衰减，从而白噪声成为了紧张的噪声源。在 PCB 级别设计肃清粉红噪声具有一定的寻衅。
约翰逊噪声，也称为热噪声，是电子运动的随机引发，它是温度的函数。约翰逊噪声是不可避免的，只有在绝对零度时才能完备肃清。
量化噪声是模数转换器 (ADC) 中量化引入偏差的结果。它是非线性的，并且与旗子暗记干系。这是由 ADC 的仿照输入电压与输出数字化值之间的偏差引起的。
爆米花噪声或突发噪声，它是低频的，是器件毛病所带来的，它是完备随机的，因此不可预测的。
各种噪声源是电子元件中固有的，并组合成输入和输出的噪声系数。噪声剖析可以确定噪声水平，即为本底噪声，低于该噪声水平的任何旗子暗记都将无法区分。互连或组件的本底噪声由来自所有源的输入噪声、组件或电路元件的带宽以及互连或组件的噪声系数定义。噪声可以通过各种组件进入旗子暗记链，例如：
ADC，产生热噪声和量化噪声。
产生宽带和 1/f 噪声的放大器
电压基准，产生宽带和 1/f 噪声
抖动的时钟。
电源，尤其是开关模式转换器，会产生各种周期性和随机噪声类型。
将来自外部源的噪声耦合到系统中的印刷电路板 (PCB) 布局。
传感器，将各种外部噪声通报到敏感系统中（图 2）。
图 2：传感器节点中的噪声源示例。 （图片：德州仪器）
某些旗子暗记上涌现的电流尖峰会在 PCB 中产生噪声。在仿照电路中，这些尖峰常日是由负载电流的变革引起的，而在数字电路中，电流尖峰是由晶体管开关引起的。禁绝确的接地或浮动接地也可能导致噪声。接地尤为主要。在最大旗子暗记频率为 1MHz 或低频PCB系统中，一个大略的单个接地点常日就足够了。如果涉及更高的频率，常日须要星形或多点接地架构。一些设计结合了低频模块的单点接地和高频模块的多点接地方案。
图 3：多点接地是减少噪声的有效工具。 （图片：Photoelectronics）
在最大限度地减少 PCB 噪声源和电平时，元件摆放位置也很主要。一些常见的建议包括：
将功率元件靠近在同一层上可减少通孔之间产生的电感。
高频元件以尽可能缩短走线长度。
将去耦电容器放置在尽可能靠近电源引脚的位置，以减少旗子暗记切换产生的电流尖峰并最大限度地减少接地反弹。用于去耦的多层陶瓷电容器 (MLCC) 的选型履历法则是在频率为 15 MHz 时利用 0.1 µF MLCC，更高频率时利用 0.01 µF MLCC。
鉴于噪声类型和来源浩瀚，在仿照和稠浊旗子暗记设计中主动降落和掌握噪声非常主要。常见的建议包括：
须要时利用高阶滤波器电路来掌握所需带宽之外的噪声。滤波可用于掌握仿照噪声源和掌握数字旗子暗记的上升/低落韶光。
指定上升韶光不能快于减少高频谐波的比较器等器件。
利用 ADC 进行采样时，噪声可以分布在更宽的带宽上，并且通过利用更高的采样率和抗混叠滤波器来降落总噪声。
可以通过指定不超过必要带宽的器件来降落放大器的噪声，必要时可以添加滤波以降落有效带宽。
总结
噪声是仿照和稠浊旗子暗记电路设计中不愿意发生但是又不可避免的产物。噪声有各种来源，并且具有多种能量特色或格式。它可以通过多种机制进入旗子暗记链。噪声剖析可以确定给定设计中的预期噪声水平，称为本底噪声，低于该水平的任何旗子暗记都将无法区分。设计职员可以利用一系列工具来掌握噪声对系统性能的影响。
仿照电路中的噪声是怎么产生的，以及如何掌握噪声水平-电子工程天下
