电路噪声和抗干扰措施.
电路基础原理电路的噪声与干扰抑制
电路基础原理电路的噪声与干扰抑制在现代电子领域中，电路的噪声与干扰抑制是一个重要的课题。
噪声和干扰是指电路中由于各种因素产生的非期望的信号，它们可能会对电路性能和输出信号质量产生不利影响。
因此，了解电路噪声和干扰的产生原理以及相应的抑制方法具有重要意义。
首先，我们来了解一下电路中常见的噪声源。
在实际电路中，噪声主要来自于以下几个方面。
第一，热噪声是由于电子在电阻中的随机热运动而产生的。
当电阻中存在电流时，这些电子的热运动会引起电子的随机运动，从而产生热噪声。
第二，间隙效应噪声是指由于电子泄漏和能隙引起的噪声。
第三，摄动噪声是由于电路中的各种摄动源引起的，例如电源波动、温度波动、元器件参数波动等。
接下来，我们将关注电路中噪声的抑制方法。
首先，可以通过选择合适的元器件来降低电路噪声。
例如，对于放大电路，选择低噪声放大器可以有效降低噪声。
此外，还可以采取一些电源滤波措施，如使用低噪声稳压器等。
其次，可以通过改善电路布局和设计来减少噪声。
合理的布局可以减少电路中的互耦，从而减小噪声传播。
此外，还可以使用差分信号传输来抵消噪声。
此外，还可以使用抗噪声设计技术，如差分放大器、反馈电路等。
最后，可以通过合理选择电路工作条件来减小噪声。
例如，选择适当的工作频率可以避开电路中的共振点，从而减少噪声。
在干扰抑制方面，我们可以采取一些措施来减少干扰对电路的影响。
首先，可以加强对电路的屏蔽，以防止外部干扰信号的侵入。
例如，可以使用金属外壳或屏蔽罩来包裹敏感元件或电路板。
其次，可以采取合适的滤波措施来抑制干扰信号。
滤波器可以用于滤除干扰信号的特定频率分量，从而保证电路的正常工作。
此外，还可以使用差分信号传输和平衡电路来减少干扰的影响。
最后，可以通过提高电路的抗干扰能力来抑制干扰。
例如，可以使用差模放大器和抑制电路等来提高电路的抗干扰性能。
总之，电路的噪声与干扰抑制是一个复杂而重要的问题。
了解电路中噪声与干扰的起因和抑制方法，可以帮助我们设计和优化电路，提高电路的性能和可靠性。
增加电路抗干扰能力的方法
增加电路抗干扰能力的方法随着电子产品的普及，电磁干扰已经成为了工业、交通、通讯、军事等领域所面临的普遍问题。
尤其是在高铁、地铁等复杂多变的环境中，电磁干扰更加严重。
为了有效地解决电磁干扰所带来的影响，提高电路的抗干扰能力已成为了重要议题。
以下是增加电路抗干扰能力的方法：1. 滤波器滤波器用于去除电源中的高频和低频噪声和其它干扰信号。
对于单相交流电源，使用LC滤波器来抑制高频噪声，LRC滤波器来抑制低频噪声，并采用带状滤波器来抑制EMI干扰，在输入和输出端使用衰减滤波器来抑制EMI干扰。
2.电磁屏蔽技术电磁屏蔽是指使用内部或外部的物理结构，将电路环境与电路之间隔离开来，避免电磁信号的互相干扰。
内部屏蔽有金属薄膜、金属盒、金属箔等物理结构，外部屏蔽有遮蔽罩、低噪声电缆等。
3. 接地技术正确的接地技术可以有效地降低电路的共模噪声和防止干扰信号的入侵。
最佳的接地点是电源和电路地之间的共和点，使用接地环或导体保护来降低接口电阻，将高频信号放入地时，必须注意抗地衰减特性，确保抗干扰能力。
4.电路设计在电路设计阶段，需要对指令编码进行设计，必须注意不同信号在电路中的相对位置。
使用地端，噪声过滤器和其它技术方案，能够有效地处理高频滤波，减少EMI干扰。
5.使用低噪声源在电路设计时，应该使用低噪声源，例如低噪声电缆、低噪声电源等等。
这些器件是设计低噪声和抵御干扰所必不可少的器件。
总之，增加电路抗干扰的能力是一项艰难的任务，需要综合考虑电路的特性、制造工艺、环境因素等方面，通过在滤波、屏蔽、接地、电路设计等方向上的优化来实现。
在实际情况下，电路抗干扰能力的提高还需要与测试和验证相结合，使其在实际性能中得到改进。
模拟电路设计中的噪声与干扰抑制技术
模拟电路设计中的噪声与干扰抑制技术在模拟电路设计中，噪声与干扰一直是一个令人头疼的问题。
噪声和干扰会影响电路的性能和稳定性，因此在设计电路时需要采取一些技术手段来抑制噪声和干扰。
本文将介绍一些常用的噪声与干扰抑制技术，帮助工程师们在设计模拟电路时提高抗干扰能力。
首先，对于抑制噪声，我们可以采用滤波器来减小噪声对电路的影响。
滤波器可以将噪声信号中的高频成分滤除，从而减小对电路的干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
通过合理选择滤波器的参数和类型，可以有效地抑制噪声对电路的影响。
其次，对于抑制干扰，我们可以采用屏蔽技术来阻止外部干扰信号对电路的影响。
屏蔽技术包括电磁屏蔽和功率线屏蔽。
电磁屏蔽是通过在电路周围添加屏蔽罩或金属壳来屏蔽外部电磁干扰信号；功率线屏蔽则是通过设计合理的电源线路布局和滤波器来减小电源线对电路的干扰。
通过屏蔽技术，可以有效地减小外部干扰信号对电路的影响，提高电路的稳定性和可靠性。
此外，对于一些对噪声和干扰敏感的电路，还可以采用差分信号传输技术来抑制噪声和干扰。
差分信号传输技术通过在信号线上同时传输正向和反向信号，并在接收端通过差分放大器将两个信号相减得到原始信号，从而抵消噪声和干扰对信号的影响。
通过差分信号传输技术，可以提高信号的抗干扰能力，减小噪声和干扰对电路的影响。
总的来说，在模拟电路设计中，噪声与干扰抑制技术是非常重要的。
通过合理选择滤波器、采用屏蔽技术和差分信号传输技术，可以有效地减小噪声和干扰对电路的影响，提高电路的性能和稳定性。
希望以上介绍的技术能够帮助工程师们在设计模拟电路时更好地抑制噪声与干扰，提高电路的可靠性和抗干扰能力。
电子设计中常见的噪声问题及解决方法
电子设计中常见的噪声问题及解决方法在电子设计中，噪声是一个常见且影响深远的问题。
它会对系统性能造成严重影响，因此必须采取有效的方式进行解决。
在本文中，我们将讨论电子设计中常见的噪声问题以及相应的解决方法。
首先，让我们了解什么是噪声。
在电子设备中，噪声是指系统中出现的不希望的干扰信号，会导致输出信号的失真或降低信噪比。
电子设备中的噪声通常可以分为两类：外部噪声和内部噪声。
外部噪声是来自环境中的干扰，比如电源线上的电磁干扰、无线电信号等；内部噪声则是电子设备本身产生的信号干扰，比如器件本身的热噪声、晶体管的噪声等。
常见的电子设计中的噪声问题包括：热噪声、1/f 噪声、射频干扰以及电源干扰等。
热噪声是由于电阻器、晶体管等器件的热运动引起的，通常可以通过降低工作温度或选择低噪声器件来减小；1/f 噪声是一种与频率成反比的噪声，通常可以通过滤波器进行抑制；射频干扰是来自无线电频段的干扰信号，通常可以通过屏蔽、滤波等技术进行减小；电源干扰则是由电源波动等因素引入的干扰信号，可以通过滤波器、稳压器等措施进行消除。
为了解决这些噪声问题，我们可以采取一系列有效的解决方法。
首先，选择低噪声器件是很关键的，因为器件本身的噪声会影响整个系统的性能。
其次，合理布局电路板是很重要的，可以避免信号叠加引入额外的干扰。
此外，使用合适的滤波器、隔离器等器件也是很有效的方法，可以将不需要的干扰信号滤除。
在面对射频干扰时，可以采用屏蔽罩、隔离器件等技术来隔离干扰信号，保证系统的正常工作。
除了以上方法外，还可以利用数字信号处理技术来进行噪声消除。
通过滤波、降噪算法等方法，可以有效地去除信号中的噪声成分，提高系统的信噪比。
此外，还可以采用差分信号传输、差分输入放大器等技术来减小信号传输过程中的干扰，提高系统的抗干扰能力。
总的来说，电子设计中的噪声问题是一个不可忽视的挑战，但是只要采取适当的解决方法，就可以有效地减小噪声对系统性能的影响。
电路设计中的常见问题与解决方案
电路设计中的常见问题与解决方案电路设计是现代科技领域中不可或缺的一部分，然而常常会面临各种问题和挑战。
本文将探讨一些电路设计中常见的问题，并提供相应的解决方案。
1. 电路噪声电路噪声是电子系统中经常遇到的一个问题，尤其在高频和低功耗电路中更为明显。
电路噪声会导致信号失真、功耗增加和性能下降等问题。
解决这个问题的方法之一是使用低噪声元件，如低噪声放大器、低噪声电源等。
另外，优化电路布局和减少信号干扰也可以有效降低噪声水平。
2. 电路热失真电路在工作过程中会产生热量，这可能导致电路性能下降，甚至设备故障。
为了解决这个问题，工程师可以选择低功耗、高效率的元件和材料，如使用低功耗处理器、高效率转换器等。
此外，良好的散热系统设计也是至关重要的，通过合理的散热设计和散热材料的选择，可以有效降低电路的温度。
3. 电磁兼容性(EMC)问题电磁兼容性是指电子设备在工作时相互之间不产生干扰，以及对周围环境的影响降到最低。
电磁干扰可能导致电路的性能下降，通信质量差，甚至设备故障。
解决EMC问题的关键是合理的布局和细致的电路设计。
例如，在PCB设计过程中，可以采用分层设计、地平面设计和合理的引脚布局等方法来降低EMC干扰。
4. 电路抗干扰能力不足电路在实际工作环境中可能会受到各种外部因素的干扰，如电磁场干扰、电源电流噪声等。
为了提高电路的抗干扰能力，可以采用差分信号传输、屏蔽技术和滤波器设计等方法。
此外，选择抗干扰能力较强的元件和材料也是关键。
5. 电路功耗过高电路设计中经常面临功耗过高的问题，这会导致设备的发热量增加、电池寿命缩短等问题。
为了解决这个问题，可以采用低功耗电源管理技术、节能型元件和适当的功耗控制策略。
此外，对于移动设备等特定应用场景，还可以采用动态电压调节技术和节能睡眠模式等方法。
总结电路设计中的问题常常给工程师带来挑战，但通过合适的解决方案和方法，这些问题都是可以解决的。
在电路设计过程中，工程师需要充分考虑噪声、热失真、抗干扰能力、EMC问题以及功耗等方面，合理选择元件和材料，并进行合理的布局和设计。
电控中的干扰与抗干扰措施
数字信号处理技术：利 用数字信号处理算法， 如FFT、FIR等，对信号 进行滤波、降噪等处理。
智能控制技术：利用人 工智能算法，如神经网 络、模糊控制等，实现 对干扰的智能识别和自
适应控制。
集成电路技术：通过集 成电路设计，实现抗干 扰功能的集成，提高系 统的可靠性和稳定性。
A
B
C
软件抗干扰 设计：采用 软件滤波、 数字信号处 理等技术， 提高系统的 抗干扰能力。
电控抗干扰的效 果评估
测试方法：采用模拟干扰源，测 试系统在干扰条件下的性能
测试环境：需要模拟实际工作环 境，包括温度、湿度、电磁环境
等
A
B
C
D
测试指标：包括抗干扰能力、误 码率、传输速率等
测试结果分析：根据测试结果， 分析抗干扰措施的有效性和局限
D
自适应抗干扰技术：根 据环境变化自动调整抗
干扰策略
智能滤波技术：利用人 工智能算法进行滤波，
提高抗干扰性能
智能预测技术：预测干 扰信号，提前采取措施
避免干扰
智能控制技术：利用人 工智能算法进行控制， 提高系统的抗干扰能力
01
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04
绿色抗干扰技 术：采用环保 材料和工艺， 降低对环境的 影响
射频干扰：由射频信号产生的 干扰，如手机信号、无线电信 号等
电源干扰：由电源电压波动或 噪声产生的干扰，如电源线噪 声、电源电压波动等
接地干扰：由接地不良或接地 环路产生的干扰，如接地电阻 过大、接地环路等
电控干扰的传播
传导干扰是指通过导线、电路 板等物理介质传播的干扰信号。
传导干扰的来源包括电源线、 信号线、地线等。
01
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电路降噪方案
电路降噪方案在现代电子设备中，噪声是一个普遍存在的问题。
特别是在电路中，噪声会对电子信号的传输和质量产生不可忽视的影响。
因此，为了保证电路的正常运行和性能提升，降噪方案变得至关重要。
本文将介绍一些常见的电路降噪方案。
1.地线回流（Ground Plane）地线回流是一种常用的电路降噪方案。
在PCB设计中，将地线与电路板的表面尽可能接近，可以有效地降低信号线与地线之间的电磁辐射。
通过在电路板的一层或多层中添加完整的地平面，可以有效地降低电路中的噪声。
这种方式不仅可以提供良好的电磁屏蔽效果，还可以减少信号线与地线之间的电感耦合。
2.终端电阻（Termination Resistor）终端电阻是用于匹配传输线和电路的一种降噪方案。
信号在传输线上传输时，会产生反射并引起噪声。
通过在传输线的两个端点添加终端电阻，可以有效地消除信号的反射，并降低传输线上的噪声。
终端电阻的阻值应根据传输线的特性阻抗匹配选择，并按需调整以获得最佳降噪效果。
3.滤波器（Filter）滤波器是一种常见的用于降噪的电路组件。
它可以通过选择不同的滤波器类型（如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等）来滤除不同频率范围内的噪声信号。
在电路中添加适当的滤波器可以有效地减少噪声的影响，提高电路的抗干扰性能。
4.屏蔽罩（Shielding）屏蔽罩是一种常用的电路降噪方案。
它可以通过将电路或信号线用金属屏蔽进行包围来提供电磁屏蔽保护。
金属屏蔽可以有效地阻挡外界电磁场的干扰，减少输入输出信号之间的串扰和干扰。
屏蔽罩的设计要考虑到接地、返层等因素，并确保屏蔽罩与电路板的良好接触，提高屏蔽效果。
5.消噪器（Noise Suppressor）消噪器是一种专门用于降低电路中噪声的器件。
它可以通过将电路中的噪声信号与参考信号进行比较，然后输出与噪声相反的信号，从而抵消噪声的影响。
消噪器通常用于特定频率范围内的噪声抑制，可以有效地提高电路的信噪比和性能稳定性。
电子电路中的电源噪声过滤和抑制方法有哪些
电子电路中的电源噪声过滤和抑制方法有哪些电子设备中常常会出现电源噪声的问题，这会对电路的正常工作造成干扰，影响设备的性能。
为了解决这个问题，人们经过多年的研究和实践，积累了许多电源噪声过滤和抑制的方法。
本文将介绍一些常见的方法。
一、电源滤波器电源滤波器是电子电路中常用的一种电源噪声过滤方法。
它通过在电源电路中加入适当的电感元件、电容元件和电阻元件来滤除电源中的高频噪声。
电源滤波器主要有低频滤波器和高频滤波器两种。
1. 低频滤波器低频滤波器通常采用电感元件和电容元件组成。
电感元件可以将高频噪声分离，而电容元件则能通过对电流的充放电作用来滤除低频噪声。
常见的低频滤波器有L型滤波器和π型滤波器。
2. 高频滤波器高频滤波器主要通过电容元件来滤除电源中的高频噪声。
电容元件对高频信号有较强的短路作用，可以将高频噪声导到地线上。
常见的高频滤波器有C型滤波器和π型滤波器。
二、电源隔离电源隔离是一种常用的抑制电源噪声的方法。
它通过在电源输入和输出之间加入隔离变压器或光电耦合器等器件，将电源与电路之间的接地进行物理隔离，从而达到抑制电源噪声的目的。
电源隔离可以有效地阻止电源噪声通过电源线传导到电路中，同时也能减少地线回路的干扰。
这种方法适用于对电源噪声抑制要求较高的场合，如通信设备、医疗设备等。
三、电源滤波电容电源滤波电容是一种常见的电源噪声抑制方法。
它通过在电源输入端与地之间并联一个高频滤波电容，来滤除电源线中的高频噪声。
电源滤波电容能够提供低阻抗路径，将高频噪声导到地线上，起到隔离和抑制的作用。
电源滤波电容的选取需要根据具体的设计参数和噪声频率特性进行，常见的规格有1μF、10μF、100μF等。
四、差模抑制差模抑制是一种电源噪声抑制方法，适用于功率放大器等音频设备中。
差模抑制通过对电源中的噪声进行差分和抵消，来减少对共模信号的干扰。
差模抑制一般通过加入差分电源电路、共模电路和差分功率放大器等部件来实现。
这些部件能够将电源中的噪声进行差分运算，并抵消共模信号，提高系统的信噪比和抗干扰能力。
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电子系统的噪声和干扰
一、研究噪声和干扰的必要性
设计人员经常遇到的情况：硬件部分设计出来以 后，却发现电路中的噪声太大，不得不进行重新设计
和布线。
电子电路的噪声问题更多地依赖于经验去解决, 而不是根据规范的方法和严格的科学计算。但是， 避免噪声还是存在一定的设计准则去遵循，并在电
路设计开始时，就应该认真考虑与噪声相关的问题。
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由于电阻受热影响，其起伏噪声电压的变化是不规则的, 其 瞬时振幅和瞬时相位是随机的, 所以无法计算其瞬时值。只能统 计其平均值，一般用电压均方根值表示。为便于运算，把电阻 R看作一个噪声电压源（或电流源）和一个理想无噪声的电阻 串联（或并联），如图所示。
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起伏电流流经电阻 R时，电阻两端就会产生噪声电压n 和噪声功率。常以 SV ( f )表示噪声的电压功率谱密度， SI ( f ) 表示噪声的电流功率谱密度。
理论和实践证明，当温度为T（K）时，阻值为R的电阻所
产生的噪声电压功率谱密度和噪声电流功率谱密度分别为
1 S I ( f ) 4kT 4kTG R
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当实际电路中包含多个电阻时。每一个电阻都将引
入一个噪声源。一般若有多个电阻并联时，总噪声电流
等于各个电导所产生的噪声电流的均方值相加，若有多 个电阻串联时，总噪声电压等于各个电阻所产生的噪声 电压的均方值相加。
例：电阻热噪声的计算
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结论：电阻越大、温度越高，电阻的热噪声越大。
2 n 2 nr 2 2
得到如图8.2.5(b)所示的等效电路。
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注意：
1、热噪声电压虽很小，但被多级放大后，特别是有用 信号很微弱的情况下，会淹没在噪声中而无法被处理。 2、理想电抗元件是不会产生噪声的, 但实际电抗元件 是有损耗电阻的, 这些损耗电阻会产生噪声。对于 实际电感的损耗电阻一般不能忽略, 而对于实际电 容的损耗电阻一般可以忽略。
对于双极型晶体管，散粒噪声是主要噪声源。
它是由单位时间内通过PN结载流子数目的随机起
伏而造成的。这种噪声具有宽带的特性。 散粒噪声的大小与晶体管的静态工作点电流有关， 其功率谱密度为
SI 2qIO
式中 IO为流过PN结的电流， q 为电子电荷量。 由于晶体三极管的发射结正偏，所以散粒噪声主要 决定于发射极工作电流 I e ，其噪声电流的均方值为
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在频带宽度B内产生的热噪声电压均方值和电流的均方 值分别为
2 n 4kTRB
2 in 4kTGB
以上各式中， k 为玻耳兹曼常数（Soltzmann Constant）
T 为热力学温度，单位为K 。 k =1.38×1023 J K ；
因此，噪声电压或电流的有效值为
i 2qI e B
2 en
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散粒噪声（Shot Noise）
对于场效应管来说： 散粒噪声是由栅极内的电荷不规则起伏所引起的噪
声。对结型场效应管来说，则由通过PN结的漏电流引
起的噪声电流均方值为
i 2qI G B
2 ng
式中 I G为栅极漏泄电流。
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爆米花噪声(popcorn frequency)
（EMI）
现场干扰：个人手机、笔记本、测试仪等
电源、器件之间、PCB走线之间的串扰等
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二、电子电路PCB设计时遇到的噪声种类
三种噪声源：器件噪声、辐射噪声和传导噪声 （一）器件噪声
电阻热噪声（Thermal Noise）
电感噪声 晶体管噪声 场效应管噪声 闪烁噪声（1/f 噪声） 散粒噪声（Shot Noise） 爆米花噪声(popcorn frequency) 放大器噪声等
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电子系统的噪声和干扰
一、研究噪声和干扰的必要性
噪声与干扰没有本质区别，习惯上从器件外部窜扰进来的,
称为外部噪声（干扰），从器件内部产生的, 称为内部噪声。 PCB调试时频繁遇到噪声称为：
器件噪声、辐射噪声和传导噪声。 干扰源： 自然干扰：天电干扰、宇宙干扰、大地干扰 工业干扰：广播电视、无线基站、工业设备
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对于LC并联谐振电路，所产生的噪声电压均方值为
2 n 4kTRe B
式中，Re 为谐振电路的谐振电阻。 对图8.2.5(a)所示的电路来说，损耗电阻 声电压均方值为 2 4kTrB nr
r 所产生的噪
在回路谐振时，折算到
ab两端的电压均方值为
L Q 4kTrB r 2 L2 4kT B 4kTRe B r
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闪烁噪声（1/f 噪声） 由于半导体晶体表面不断产生或整合载流子而产 生的噪声。闪烁噪声大多集中在低频范围，对电阻器 及半导体会造成干扰，而双极芯片所受的干扰比场效 应晶体管大。其功率频谱密度随频率降低而增大。在
高频工作时, 可以忽略闪烁噪声。
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散粒噪声（Shot Noise）
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电子电路的噪声和干扰
一、研究噪声和干扰的必要性
电子系统或电子设备性能很大程度上与噪声和 干扰有关，电子电路处理电信号的灵敏度与噪声有 关。噪声对有用信号的处理产生了干扰 , 特别是当 有用信号较弱时 , 噪声的影响就更为突出 , 严重时 会使信号淹没在噪声之中而无法处理。
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（1）电阻热噪声（Thermal Noise）
电阻中的带电微粒（自由电子）在一定温度下受到热激发 后，在导体内部作无规则的运动（热骚动）而相互碰撞，两次
碰撞之间行进时，就产生一持续时间很短的脉冲电流。许多这
样的随机热骚动的电子所产生的这种脉冲电流的组合，就在电 阻内部形成了无规律的电流。在一足够长的时间内，其电流平 均值等于零，而瞬时值就在平均值的上下变动，称为起伏电流。 温度越高, 运动越剧烈。只有当温度下降到绝对零度时, 运动才 会停止。自由电子这种热运动在导体内形成非常微弱的电流, 起伏噪声电流流过电阻本身就会在其两端产生起伏噪声电压。