数智创新变革未来混合信号电路噪声抑制1.噪声源的分类与分析1.差分放大器的噪声抑制原理1.运算放大器噪声抑制技术1.采样保持电路的噪声抑制策略1.模拟数字转换器的噪声优化1.数字模拟转换器的噪声抑制措施1.电源噪声的隔离与滤除1.混合信号电路噪声容忍技术Contents Page目录页 差分放大器的噪声抑制原理混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制差分放大器的噪声抑制原理1.差分放大器的共模抑制比(CMRR)1.CMRR定义为差动增益与共模增益的比值，衡量放大器抑制共模信号的能力2.高CMRR对于抑制来自电源、地和外部噪声源的共模噪声至关重要3.CMRR值通常以分贝(dB)表示，较高的值表明更好的共模抑制能力2.差分放大器的差模增益(DMG)1.DMG定义为差动输入信号增益的幅度，衡量放大器放大差动信号的能力2.高DMG可实现更大的信号幅度，提高放大器的信噪比3.DMG与放大器的带宽密切相关，在较高频率下可能下降差分放大器的噪声抑制原理3.差分放大器的输入匹配1.输入匹配涉及调整放大器的输入阻抗以匹配信号源阻抗，最大化功率传输2.良好的输入匹配可减少反射、失真和噪声耦合到放大器3.输入匹配网络通常使用电阻、电容和电感来调整放大器的输入阻抗。
4.差分放大器的偏移电压1.偏移电压是放大器输出端的直流偏置，即使没有输入信号也会出现2.偏移电压会降低系统的精度并影响信号处理3.偏移电压可以通过使用外部偏置电路或选择低偏移电压放大器来补偿差分放大器的噪声抑制原理1.放大器的带宽指的是可以以特定幅度和失真放大信号的频率范围2.较宽的带宽允许放大器处理更高频率的信号3.带宽受放大器中使用的元器件的影响，例如电阻和电容6.差分放大器的功耗1.功耗是放大器运行所需的电力量2.功耗由放大器的拓扑结构、元器件值和运行条件决定5.差分放大器的带宽 运算放大器噪声抑制技术混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制运算放大器噪声抑制技术运算放大器噪声抑制技术1.运算放大器的噪声来源-热噪声-闪烁噪声-爆米花噪声2.运算放大器噪声的测量-用等效输入噪声电压（e_n）表示-用等效输入噪声电流（i_n）表示-用噪声系数（NF）表示3.运算放大器噪声的建模-用噪声模型来模拟运算放大器的噪声特性-使用噪声谱密度来表示噪声的频率分布运算放大器噪声抑制技术噪声抑制技术1.频率补偿-使用电容对运算放大器进行频率补偿-降低运算放大器的增益带宽积，减少高频噪声-改善相位裕度，稳定运算放大器2.运算放大器并联-将多个运算放大器并联连接-降低噪声，提高放大倍数和带宽-改善输入阻抗，降低输出阻抗3.差分放大-使用差分放大器抑制共模噪声-放大信号之间的差异，同时抑制公共信号-提高放大器的噪声抑制能力4.仪表放大器-使用仪表放大器抑制差模噪声-放大信号之间的差异，同时抑制共模信号-提供高共模抑制比，降低噪声5.斩波稳定-使用斩波技术抑制直流偏移和低频噪声-快速切换运算放大器的电源，调制噪声并将其移至高频-降低放大器的直流偏移和噪声6.数字滤波-使用数字滤波器滤除噪声-通过数字处理降低噪声谱密度的幅度 采样保持电路的噪声抑制策略混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制采样保持电路的噪声抑制策略采样保持电路的噪声抑制策略主题名称：过采样*增加采样速率，降低奈奎斯特频率，从而减少混叠噪声的幅度。
对采样信号进行数字滤波，去除高频噪声分量，提高信噪比主题名称：抽取*减少采样速率，降低采样噪声的幅度对抽取后的信号进行数字滤波，去除高频噪声分量，降低奈奎斯特频率处的噪声影响采样保持电路的噪声抑制策略主题名称：低噪声放大器*使用低噪声放大器作为采样保持电路的前端，有效降低输入噪声优化放大器的增益、带宽和信噪比等参数，最大限度地抑制噪声主题名称：噪声整形*设计具有特定频率响应的噪声整形器，将噪声分布到特定频带通过移动噪声峰到非敏感频段，提高有效信噪比，降低噪声对采样结果的影响采样保持电路的噪声抑制策略主题名称：时钟抖动抑制*使用低抖动时钟源，减少采样时钟的抖动，降低由于时钟不稳定引起的噪声采用稳定时钟分配网络，确保采样保持电路各个模块之间时钟的同步主题名称：布局与布线*优化电路板布局，将噪声源远离采样保持电路的敏感节点模拟数字转换器的噪声优化混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制模拟数字转换器的噪声优化过采样1.过采样降低模拟输入信号的带宽，同时增加采样率，从而降低量化噪声2.超过奈奎斯特频率的噪声被折叠到信号带上，并通过滤波器移除3.过采样率的选择取决于所需噪声抑制量和信号带宽抖动1.抖动是时钟信号的随机相位偏移，可以降低量化噪声。
2.抖动将量化噪声均匀分布在频率谱上，使其更难感知3.高速ADC中通常使用相位锁定环(PLL)来产生抖动的时钟信号模拟数字转换器的噪声优化噪声整形1.噪声整形是一种技术，用于将噪声集中在特定的频率区域2.通过在反馈环路中使用滤波器，可以将噪声从信号带上移动到不太重要的频率范围3.噪声整形可显着改善ADC的信噪比(SNR)，尤其是在低频段自适应斩波1.自适应斩波是一种技术，用于减小失调和偏移等误差源的影响2.它通过施加正弦波或三角波信号来调制模拟输入信号，从而使误差成为时变信号3.误差平均为零，从而提高ADC的精度和SNR模拟数字转换器的噪声优化1.Sigma-DeltaADC使用级联噪声整形器，将量化噪声推向更高的频率2.过采样率和反馈环路相结合，实现高精度和宽动态范围3.Sigma-DeltaADC在语音识别、医疗电子设备和其他需要高分辨率转换的应用中得到广泛应用高阶调制技术1.高阶调制技术，例如多级调制，使用多比特转换器来提高精度和SNR2.通过使用多个调制比特，可以将量化噪声分布在更宽的频率带上，从而降低其影响3.高阶调制技术在宽带通信和高分辨率成像等领域具有应用潜力Sigma-Delta架构 数字模拟转换器的噪声抑制措施混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制数字模拟转换器的噪声抑制措施模拟数字转换器输入端噪声抑制1.输入缓冲器：采用高输入阻抗缓冲器，隔离模拟信号和数字电路，降低数字噪声耦合。
2.差分输入：使用差分放大器，抵消共模噪声，提高信号噪声比3.输入滤波：应用低通滤波器，滤除高频噪声，改善信号保真度模拟数字转换器采样时钟噪声抑制1.低相位噪声时钟：采用低相位噪声时钟源，降低量化噪声和抖动2.时钟抖动去除：利用时钟抖动去除技术，补偿时钟抖动对转换过程的影响3.隔离时钟：将模拟和数字时钟域物理隔离，防止数字噪声通过时钟耦合到模拟信号数字模拟转换器的噪声抑制措施模拟数字转换器内部噪声抑制1.内部滤波器：采用内部数字滤波器，消除量化噪声和改善转换精度2.过采样：提高采样率降低量化噪声，从而提高信噪比3.校准和自适应技术：通过校准和自适应算法，补偿转换过程中产生的失真和非线性电源噪声的隔离与滤除混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制电源噪声的隔离与滤除1.采用多层板设计，为电源和地线提供独立的层，以减少电源噪声的耦合2.使用大面积的电源和平面层，增加回路面积，降低阻抗，提高电源噪声抑制能力3.在电源平和面层之间使用去耦电容，吸收电源噪声，减小电源噪声对敏感电路的影响电源滤波器的应用1.使用低通滤波器，阻隔高频电源噪声滤波器的截止频率应低于敏感电路的工作频率2.使用共模滤波器，抑制共模电源噪声。
共模滤波器可以采用差分滤波器或电感-电容滤波器实现3.使用扼流圈，抑制开关电源产生的尖峰噪声扼流圈可以与电容配合使用，形成LC滤波器，进一步提高电源噪声抑制效果电源平面的设计 混合信号电路噪声容忍技术混合信号混合信号电电路噪声抑制路噪声抑制混合信号电路噪声容忍技术概念和方法1.混合信号电路噪声容错技术本质上是通过设计和技术手段，提高电路对噪声的鲁棒性，保证电路的正常工作2.噪声容错技术涉及多个层次，包括器件级、电路级和系统级，需要从多个角度进行考虑和设计3.噪声容错技术的发展趋势是朝着高集成化、低功耗、高可靠性的方向发展，以满足现代电子系统的需求拓扑结构优化1.拓扑结构优化是指通过优化电路的拓扑结构，减少噪声的引入和传播2.常用技术包括采用差分结构、引入反馈回路、优化信号路径布局等3.拓扑结构优化需要考虑信号完整性、噪声隔离和功耗等因素混合信号电路噪声容忍技术1.器件选择与设计对电路的噪声性能有重要影响2.低噪声放大器、低噪声稳压器和低噪声电容等器件的采用可以有效降低噪声3.器件参数优化和工艺改进也有助于提高噪声容错能力滤波和去耦1.滤波和去耦是抑制噪声的常用技术2.低通滤波器可以滤除高频噪声，去耦电容可以吸收和旁路噪声电流。
3.滤波器和去耦电容的选择和布置需要根据噪声特性和电路要求进行优化器件选择与设计混合信号电路噪声容忍技术屏蔽和接地1.屏蔽和接地可以有效隔离和泄放噪声2.屏蔽包括金属外壳、电磁干扰（EMI）滤波器和接地平面等措施3.接地系统设计对于提供稳定的参考电位和控制噪声环路至关重要建模与仿真1.建模与仿真是评估和优化噪声容错技术的有效手段2.仿真工具可以预测电路的噪声性能，并帮助设计人员优化电路参数和拓扑结构感谢聆听数智创新变革未来Thankyou。