积分器对噪声积分会怎么样？

只看该作者 · 2018-5-23 16:38

本帖最后由 GavinZ 于 2018-5-24 09:33 编辑

我们有时会用到积分器，图中电流源只有噪声,没有信号，一直积分下去，会怎样？

还有，信号的积分量是S，那么积分后信噪比变好了吗？如果没变好，那用积分器的意义是什么？

2万 · 2018-5-24 18:15

GavinZ 发表于 2018-5-24 17:45
多谢回复，我看了那个帖子，真的太复杂了，我这智商根本不行。

其并不复杂，白噪声的积分就是“1/f²噪声”——布朗运动。

你所说的电流白噪声经“积分”得电压“噪声”，其就是布朗运动，实际受耐压和器件非线性特性限制。

由此可见，显然不可能得到你所期望的降低“噪声”的目的。

只看该作者 · 2018-5-23 21:08

我描述的不清楚，更新了一下。只对电流噪声进行积分会是什么情况。
假定其中信号积分后输出是S，积分器得到的噪声输出是N，因为S可以是固定值，那么最终信噪比S/N就取决于N了，可是N是什么，应该也是噪声，但具体怎样呢？

这在积分器中一定会遇到的，还是我的思考是不必要的？

1万 · 2018-5-23 23:12

本帖最后由ＯＴＢ于 2018-5-23 23:15 编辑

噪音还是干扰。

谢谢大家1

因为教科书及其受害者们压根分不清楚何谓“噪音”何谓“干扰”。

所以，到底是，噪音还是干扰，教科书受害者们无法区分。

按照本大师的定义：直流工作点是不存在的，负反馈也是不存在的，仅仅就是人们“抓住要矛盾”的解决方法，确实行之有效，但“噪音”也必定存在。

因为负反馈是近似计算，而且器件的精度问题，也显然是非线性因素，一个100欧姆电阻，并非就是永远100欧姆，而是不同工作条件下的波动，这本身也是一种噪音的产生因素。

但本大师说的噪音，乃负反馈必然产生的现象。

人们所谓的运算放大器的噪音问题，其实属于直流工作点的波动问题，只要使用了负反馈，那么这个直流工作点的波动就无法避免，因为负反馈是近似计算的东西，而且器件精度有限。

这个噪音，是无法去除的，也是无法避免的。

而干扰，是可以通过低通滤波大幅度衰减的。

干扰是外来因素，可以低通滤波衰减，但噪音则是负反馈电路的必然产物。不同的电路形式，可以产生不同的噪音，但噪音总是存在的，但教科书的电路计算是不可能发现噪音问题的，仿真软件依然无法发现负反馈的噪音问题。噪音问题是工程技术人员，在实验测试的过程中发现的。

直流工作点的波动问题，也就是你们所谓的噪音，是无法用低通滤波衰减的。

虽然能看懂本大师教导的，近乎不存在。

但本大师毅然不得不进行如此教导。

再次感谢大家！

2万 · 2018-5-24 10:04

GavinZ 发表于 2018-5-23 21:08
我描述的不清楚，更新了一下。只对电流噪声进行积分会是什么情况。
假定其中信号积分后输出是S，积分器得到 ...

你这个并不是个简单问题，当然也不可能用简单的几句话说明。这里，引一个相关帖子：

白噪声和布朗运动....
https://bbs.21ic.com/icview-1596532-1-1.html

具体内容（包括相关理论基础），只能等到“21学堂”相关课程梳理时再说了。

2万 · 2018-5-24 11:27

大师把人往沟里引的，你闲着没事可以东看看，西瞅瞅，打发时间。

噪声这一块内容博大精深，不是一般人能玩的转的领域。
例如电阻热噪声，当时约翰逊是由热平衡前提下推导出来的，但是后来发现在DC和AC时照样成立，困惑了人们很长一段时间，后来有人用量子理论给与解释，但是很多围观机理还是很困惑。

电工根本没必要探究机理，那不是你该/能干的活，掌握几种常见噪声定义特征和表达式，如何计算/测量就好了。

2万 · 2018-5-24 11:35

没事可以浏览世界上有名的几个高校的模拟实验室，看看他们在研究什么，看看他们团队成员的研究领域，研究热点：
自己没事乱看，瞎琢磨，没有个固定方向是不行的。

只看该作者 · 2018-5-24 17:45

HWM 发表于 2018-5-24 10:04
你这个并不是个简单问题，当然也不可能用简单的几句话说明。这里，引一个相关帖子：

白噪声和布朗运动.. ...

多谢回复，我看了那个帖子，真的太复杂了，我这智商根本不行。

只看该作者 · 2018-5-24 17:52

xukun977 发表于 2018-5-24 11:27
大师把人往沟里引的，你闲着没事可以东看看，西瞅瞅，打发时间。

噪声这一块内容博大精深，不是一般人能 ...

谢谢解答，我是一个硬件应用工程师，我设计一个积分器，对10ns脉冲积分，开始以为，积分后会得到更高的信噪比，然后我仿真了一下，发现不是，随着积分时间越久，噪声分量影响越大，我觉得是低频噪声引起的，所以我加入高通滤波器，限制低频功率，积分1ms，发现噪声影响小多了。这里积分时间，和那个高通滤波截止频率一定有关系。噪声信号源是电阻热噪声。

2万 · 2018-5-24 18:25

GavinZ 发表于 2018-5-24 17:52
谢谢解答，我是一个硬件应用工程师，我设计一个积分器，对10ns脉冲积分，开始以为，积分后会得到更高的信 ...

你用“高通滤波器”过滤电阻热噪声，意味着过滤后的噪声与原噪声不是一回事。若信号频段不在被过滤的范围内，自然有其效果。其实，若知道信号的频率范围，只要做一个相应频率范围的带通滤波即可。

只看该作者 · 2018-5-24 21:41

热噪声会减少吧，积分就是累加，噪声就平均掉了。但1/f噪声减少不了。有一种微弱信号处理方法，就是取样积分。

1万 · 2018-5-24 21:52

本帖最后由 zyj9490 于 2018-5-24 21:55 编辑

理论上，高斯噪声平均值是0，不会包和。粉红噪还是有影响，还有限制带宽，变成窄带积分就会稳定。

只看该作者 · 2018-5-25 09:05

HWM 发表于 2018-5-24 18:15
其并不复杂，白噪声的积分就是“1/f²噪声”——布朗运动。

你所说的电流白噪声经“积分”得电压“噪声 ...

谢谢，我相信这个结论（尽管我一点相关理论不懂），这和仿真看到的一样，随着对100MHz带宽内热噪声拉长积分时间，能观察到积分结果会产生很大的幅度。

2万 · 2018-5-25 09:16

GavinZ 发表于 2018-5-25 09:05
谢谢，我相信这个结论（尽管我一点相关理论不懂），这和仿真看到的一样，随着对100MHz带宽内热噪声拉长积 ...

其实，这个结论在我的那个帖子内已经给了严格证明。只是其涉及到一些基础知识，这有待我在“21学堂”内再作具体介绍。

白噪声经积分后是布朗运动（或称维纳过程），其是方差随时间推移不断增大的正态分布。针对你那个运放构成的积分器，理论上完全可能饱和，而且随着时间推移其饱和可能性随之增大。

积分器对噪声积分会怎么样？

相关下载

相关帖子

打赏榜单

突出贡献奖章

沉静之湖泊

十世金身

技术领袖奖章

荣誉元老奖章

坚毅之洋流

核心会员奖章

技术导师奖章

技术奇才奖章

七世轮回