分析电阻为什么会有噪声问题
电阻器的噪声是产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏。固定电阻器的噪声包括热噪声和电流噪声两部分。
由导体中自由电子的不规则热运动使导体任意两点间发生电压的不规则变化称为热噪声。通常认为在没有电场的时候,导体在电气方面为中性,因为离子和电子的电荷正好相互抵消。实际上,只是从宏观来看或者是从统计平均的观点看,才存在这种平衡状态。由于电子的不规则热运动在一个足够小的体积内,电子浓度的瞬时值存在着不规则的起伏,这一小块导体的电位出发生不规则的起伏。因此,导体中任意两小块体积之间就形成一个起伏的电位差这就是热噪声。根据统计物理学,热噪声与导体的阻值和温度有关,在频率特性上,它属于白噪声,即频谱等幅地分布在所有频率上。
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热噪声是一种不可抑制的物理现象,在任何类型的电阻器中都存在,不能用改进电阻器质量来消除。同时,由于热噪声是一种白噪声,用缩小频带的方法也不能完全滤除,只能使噪声电势减小。在高频情况下通常热噪声比电流噪声的作用大。
在非线绕电阻器中,除了有热噪声外,还有一种与通过电阻器的电流有关的噪声,称为电流噪声。关于电流噪声产生的机理,目前还没有完全了解。有以下几种说法,
(1)由于导体颗粒的无规则振动使颗粒间的接触电阻发生变化,当有电流流过时,产生不规则的电压起伏;
(2)接触间隙电阻连续地发生热击穿,每击穿一次有一小的电压突变反应到外接头上;
(3)间隙电流的散弹性;
(4)电阻材料中载流子数的起伏,这类噪声称产生复合噪声。
热分解碳膜(CF/RT)和金属膜电阻器(MF/RJ)电阻薄膜的微观结构细密,晶粒尺寸小,电阻膜可以刻螺旋槽增加其长度,因此电流噪声比合成实芯及丝印的厚膜不刻槽或刻L槽的电阻器要小得多。线绕电阻器和块金属膜电阻器由于内部没有分散性结构,因此没有电流噪声。由此看出,电流噪声与非线性一样,都反应了电阻器电阻体中电位梯度的大小和内部微观结构的致密程度。一般说来,非线性大的电阻器,电流噪声也大。当电阻器内部存在内在的缺陷时,电流噪声与非线性一样也会明显增大,因此测量电阻器的电流噪声也可以剔除有缺陷的电阻器,从而使产品的可靠性提高。