第八讲_电路中的噪声
第二章门电路
7
§2.2 半导体三极管的开关特性 一. 双极型三极管的结构 IC
IB
VBC – + + + VCE VBE – – IE
NPN Si管
8
二. 特性
1.电流：IE =IB +IC 2.工作状态： 工作状态分类 导通 截止
IC1
T2 • IE2 • Y ° T5
R3
•
IR3
IB5
N—表示N个发射极。
41
●T1的状态：
∵VB1=VBC1+VBE2+VBE5=2.1V ∴T1处于倒置状态。 I C1 I B1 N反 I B1
I B1 VCC VB1 R1
0.73mA
● T2、 T5的状态：
T2、 T5饱和VO=0.3V
45
二.TTL与非门 • R1 4K • Vcc =5V
°
R2 1.6K
•
R4 130
T4
A
B
T1
T2
• R3 1K • 倒相级
D3
• T5 Y °
输入级
输出级
46
三.负载能力分析 负载——指门电路输出端所接的其它 电路。 NO——扇出系数，表示能够驱动同类门的数目。 灌电流负载——负载电流从后级门注入前级门 负载
14
5）饱和条件及特点 条件：IB >IBS IB — 进入饱和以后的基流。 IBS—临界饱和基流。 求IB 、 IBS的步骤： Vi VBE a）I B Rb
b）I CS c）I BS VCC VCES VCC RC RC I CS
调频与调相
t
2
| m(t) |max
A2 / 2 N0 fm
G
So / No Si / Ni
3
2 FM
E
m
t 2
BFM
|
m(t
)
|2
max
fm
6F2M (FM
1)
E
m
t
2
|
m(t
)
|2
max
单频情况
|
m(t)2 m(t) |2max
1/ 2
讨论
当 FM
1 时，我们可以得到G
3
3 FM
，
所以调频方式具有很好的抗噪声性能。
SFM
(t)
A cos(c t
KFM Am fm
sin mt)
A cos(ct FM sin mt)
这里
FM
KFM Am fm
称为调频指数（最大频偏/信号最高频 率）。
单频调频信号波形
SFM (t) Acosct cos( FM sinmt) Asinct sin( FM sinmt)
1
Nout 4 2 A2
fm fm
(2
f
)2
N0df
2 3A2
N0
f
3 m
解调后，输出信噪比为
Sout
Nout
KF2M E m
t
2 3A2 2N0 fm3
3A2 KF2M
2N0
f
3 m
E m
t
2
因为
FM
K FM
| m(t) |max fm
Sout
Nout
3
2 FM
E m
a1 cos1 a2 cos2 a cos
射频与微波电路设计-8-微波振荡器设计
振荡器主要技术指标— 振荡器主要技术指标—调频噪声和相位噪声
在振荡器电路中，由于存在各种 不确定因素的影响，使振荡频率 和振荡幅度随机起伏。
7
振荡频率的随机起伏称为瞬时频 率稳定度，频率的瞬变将产生调 频噪声、相位噪声和相位抖动。 振荡幅度的随机起伏将引起调幅 噪声。因此，振荡器在没有外加 图8-1 振荡器输出的频谱 调制时，输出的频率不仅含振荡 频率f0，在f0附近还包含许多旁频，连续分布在f0两边。如图8-1 所示，纵坐标是功率，f0处是载波功率（振荡器输出功率），f0 两边的是噪声功率，它同时包含调频噪声功率和调幅噪声功率。
2
9
Hale Waihona Puke （1）功率表示 调频噪声可以用离载频 f0 为 fm 处的单位频带调频噪声功率 Pn 与载波功率 Po 之比表示。它与调制频率及频偏的关系如下
式中 ∆fp——频偏峰值； fm——调制频率； Pn——偏离载频 f0 为 fm 处的单位带宽单边带噪声功率。 如果 Pn 取双边带功率值，则上式改为
用 dB 数表示上两式，即
∆f = f − f 0 (Hz )
f——实际工作频率； f0——标称频率。 相对频率准确度是绝对频率准确度与标称频率的 比值。用下式表示 式中
f − f0 ∆f = f0 f0
频率稳定度
4
频率稳定度是指在规定的时间间隔内，频率准确度 变化的最大值。它也有两种表示方法：即绝对频率稳定 度和相对频率稳定度。通常用相对频率稳定度来表示， 又简称为频率稳定度。用下式表示
孤立的圆柱形介质谐振器的谐振频率可以用下式计算
34 D f0 = + 6 .9 D εr L
式中 c——光速，C = 3×1011mm/s； ； D——圆柱形介质谐振器直径（mm） f0——圆柱形介质谐振器频率（GHz） ； L——圆柱形介质谐振器高度（mm） 。 在 1.0<D/L<4，30<εr<50 情况下，式（8-15）的精度在 2%左右。
第二讲 放大器的噪声源及噪声特性
• 有效值为：
Et 0 kT / C
这就是一白噪声源通过一低通滤波器的输 出：电路的输出噪声功率和有效值与电阻的 阻值无关，而只取决于并联在电阻两端的电 容C 和绝对温度T。 • 对一确定的电容C，输出功率谱密度函数 与电阻的关系如下图所示，但总的输出噪声 功率不变。
•
R1>R2>R3
2.1.2 1/f 噪声及其表示
1 H ( j ) 1 j 2fRC
• 输出噪声的功率谱密度函数为：
4kTR St 0 ( f ) | H ( f ) | St ( f ) 1 (2fRC) 2
2
• 输出的噪声功率为：
Pt E[e (t )] St 0 ( f )df kT / C
2 t0 0
• 噪声功率谱密度的频谱特性
2.1.1 热噪声及其表示
• 1、热噪声概念 • 热噪声是由导体中电荷载流子(自由电子)的随 机热运动产生的,即电子不规则的热运动产生热噪 声。 • 一个电阻R上的热噪声均方值表示为
et
2
4 kTR f
热噪声谱密度
et St ( f ) 4 kTR （V2/Hz) f
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
10
NF
1.413 1.585 1.778 1.995 2.239 2.512 2.818 3.162 3.981 10.00
Te(K)
120.9 171.3 228.1 291.6 362.9 442.9 532.8 633.5 873.5 2637
•
普遍存在于电子器件中，是由两种导体的 接触点电导的随机涨落引起的。广义上来说， 凡是噪声功率谱密度与频率成反比的随机涨 落均可称为1/f 噪声。在电子管中称为闪烁 噪声，在电阻中称为过量噪声，在半导体中 也称为接触噪声，也被称为粉红噪声。 其噪声功率谱密度表示为：
可再生能源发电技术8-氢能与燃料电池
等离子体制造氢气过程 用电场电弧能将水加热到5000℃，分解成H、H2、O、O2、OH和水。 要使等离子体中氢组分含量稳定，就必须使氢不再和氧结合。该过程能耗很高，因而制氢成本很高。
1
2
趣闻：神秘的海面大火（发光细菌、可燃气体、氢氧分离）
3
我国的氢气生产，除了用化石燃料以外，其余的主要都通过水电解法生产。不产生温室气体，但是生产成本较高。
CH4 + 2H2O → 4H2 +CO2
C
天然气蒸汽转化制氢，其化学反应为
B
这种传统制氢过程伴有大量的二氧化碳排放。
D
天然气的主要成分甲烷含有氢元素，制氢方式主要有两种。
A
甲烷(催化)高温裂解制氢，制取H2的同时，还能得到碳，而不向大气排放CO2。该法技术简单，但是制造成本不低。
E
（2）天然气制氢
由于储存容量大、储运安全方便等优点，金属氢化物储氢可能最有发展前景。
固体金属氢化物储存
1
主要是苯和甲苯，与氢反应生成环己烷或甲基环己烷，在0.1MPa、室温下呈液态，通过催化脱氢反应又可产氢。
2
此方式有储氢量大、能量密度高、储存设备简单等特点，而且还能多次循环利用。
3
不过这种储氢方式加氢时放热量大、脱氢时能耗高，在很大程度上限制了它的应用。
第八讲 氢能与燃料电池
可再生能源发电技术
李进平（水电学院水电站教研室） 公共邮箱：，密码: 123456
汇报日期
要 点
CONTENTS
1
2
3
4
5
氢与氢能
氢能的利用方式
氢能的利用历史
氢的制取和储存
燃料电池发电（一种新型发电方式）
6
电路噪声讲解--噪声第一章
电路噪声讲解—噪声第一章一、电磁噪声干扰定义外部电磁波造成的干扰称为电磁噪声干扰，而造成干扰的电磁波称为电磁噪声（噪声）。
如果一台电子设备视为噪声源，则噪声的产生称为发射（噪声发射）。
相应地，如果一台电子设备视为噪声受体，则噪声容忍度称为抗扰度（噪声容忍度）。
噪声规定指定了电子设备的发射和抗扰度。
（抗扰度也称为EMS: 电磁敏感度）二、电磁噪声分类根据电磁噪声的来源，可分为自然噪声和人为噪声。
随着电子设备进一步的高密集化、高性能化及小型化，噪声干扰问题会更加严重。
EMC=EMI+EMS内EMC。
四、噪声抑制讲解1.噪声传导：噪声传导有空间传导和导体传导1)空间传导噪声处理：增加屏蔽屏蔽指用金属板或其他保护装置封闭目标物体，把周围的电磁场排除在外。
尽管屏蔽的效果通常取决于所用材料的传导性、导磁率和厚度，但用铝箔等极薄的金属板会令常规电子设备的噪声抑制更有效果。
电子设备的噪声抑制效果会因形成外壳的连接方法（间隙、接触阻抗等）而异，而与材料规格无关。
在散热所用的屏蔽罩上制作开口时，限制每个开口的超大尺寸比限制开口的总面积更加重要。
如果存在细长的开口或狭缝，这个部分可以起到狭缝天线的作用（特别是图中的长度l超过了波长1/2时的高频范围），且无线电波可以进出屏蔽罩。
为了避免这样，应保持每个开口较小。
由此看来，带许多小孔的板材（例如冲孔的金属和延展的金属）是很好的材料，既有利于通风，又有利于屏蔽。
2)导体传导噪声处理：增加滤波电路因为噪声往往分布在相对较高的频率范围内，所以电子设备的噪声抑制通常使用低通滤波器来消除高频成分。
可以把电感器（线圈）、电阻和电容等通用元件用作低通滤波器。
但是为了完全隔离噪声，可以使用EMI静噪滤波器等专用的元件。
除了这些利用噪声不均匀频率分布的滤波器以外，还有些滤波器是利用压差（变阻器等）或利用传导模式差异（共模扼流线圈等）。
除了这些滤波器，变压器、光缆或光隔离器均可用作一种滤波器。
第八讲 跨导运放的分析与设计讲解
由于零点的作用，相位裕度 从60多度减小至39度！
交流扫描
Ota simulation
.prot
.lib ‘LIB_PATH\csmc.lib’ tt
.unprot
.option post probe
分析miller补偿效应
.probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo)
.op
*.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001
失调分析
在MOS晶体管的参数中考虑失配 例：原有的 W=12u, M=2 修改为 W=‘12u+12u*0.04u*alfa/sqrt(2*12um*5um)’ M=2 delvto=‘12.5n*alfa/sqrt(2*12um*5um)’ 这里alfa为(0,1)高斯分布变量 依次将网表的内容按照上面的方法修改
.lib ‘LIB_PATH\csmc.lib’ tt
.unprot
.option post probe
.probe dc v(vo1) v(vo)
.op .dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001
精扫
*.trans 10ns 200ns 20ns 0.1ns
*.ac dec 10 1k 100meg $sweep rzv 0 2k 0.2k
耗，因此可查得电路功耗为2.47mW • 对于MOS管，注意各参量的含义：region、id、vgs、
vds、vth、vdsat、gm、gmb、gds……可查得流过 M_U3的偏置电流为149.8uA，并注意到M_M3的 region为Linear
直流扫描
Ota simulation
.prot
.lib ‘LIB_PATH\csmc.lib’ tt
第八讲 光链路传输部分的回传设计
值） ④确定光接收机的输 出电平。 ； 搞好光链路传输部分的设计必须明确以下 ３ 个概 念， 即噪声功率 比（ Ｐ ） 反向激光器的动态范 围、 Ⅳ尺 、 节 点回传增益。 １ 噪声 功率 比 （ Ｐ Ｎ Ｒ） 在正 向通道中， 激光器产生 削波现象使输 出信号 产生失真， 造成 Ｃ Ｂ与 Ｃ Ｏ指标迅速下降。在反向通 Ｔ Ｓ 道中， 激光器产生削波现象 ， 使输 出信号失真 ， 不会像
数 字 双 向 ＨＦ 网络 的设 计 与调试 Ｃ
第 八 讲 光 链 路 传 输 部 分 的 回传 设 计
口赵
（ 上接 第 ７期 ）
伟， 冯维柱 ， 冯
丹（ 镇 广 视 辽 北 市 播电 台， 宁北 ２ ０） 镇１ ３ １０
声， 这是 因为 反 向通 道 所 传 输 的数 字 载波 信 号 就 像 噪
器 也不 会产 生过 载 削 波 ， 不 会 因 Ｒ 也 Ｆ太小 而 使 Ｎ Ｒ Ｐ
声 块 ， 些噪 声块 之间产 生差 拍 时 ， 调 产物 仍 然是 这 其互 噪 声块 ， 这些 噪声块 使 反 向通 道 的 噪声 基线 （ 底 ） 本 上
升， 造成 上行 系统 Ｃ Ｒ下降 ， 以在上 行 通道 ， 生 的 Ｎ 所 产 互 调与 削波 所引 发 的效 果 与 噪声 一 样 ， 即上 行 通 道 的
Ｗ＇ ．ｃ ａ ｖ．ｃ ｎ ＷＷ ｏ ｔ ｏ
《 中国有线电视》Ｑ ２１ 生
塑
赵 伟等： 数字双向Ｈ Ｃ Ｆ 网络
这 （ 箜 进２
低 也不 能 太 高 ， 工作 在合 适 的范 围 内 ， 应 即反 向激 光器
的动 态范 围。
第一讲_模拟集成电路概述
模拟集成电路设计概述
学习模拟集成电路的正确方法
在模拟设计中，既不要过分追求精确的物理解释与计算，也不能用信号与系统 中的黑匣子方法，用纯粹的数学观点来分析。
• • • •
学习集成电路的设计，可以采用以下两种极端 的方法之一： 从量子力学开始，通晓固体物理学、半导体器 件物理学、器件模型，最后是电路设计； 把每个半导体器件都看成一个黑匣子，其行为 用它的端电压和端电流来描述，设计电路时很 少考虑器件的内部工作原理。 经验表明，这两种方法都不是最佳的。在第一 种方法中，人们看不到各种物理现象与所设计 电路之间的关系；而在第二种方法中，人们常 常对黑匣子的内容迷惑不解。
各门课程之间的联系
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
18 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
19 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
20 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
21 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
50 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
51 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
52 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
夏温博
53 69
模拟集成电路设计概述
北京航空航天大学 电子信息工程学院
北京航空航天大学 电子信息工程学院
图像处理课后习题答案
第一章绪论1.模拟图像处理与数字图像处理主要区别表现在哪些方面？(什么是图像？什么是数字图像？什么是灰度图像？模拟图像处理与数字图像处理主要区别表现在哪些方面？)图像：是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。
数字图像：一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数字（一般用整数）表示的图像。
灰度图像：在计算机领域中，灰度数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。
在数字图像领域之外，“黑白图像”也表示“灰度图像”，例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。
模拟图像处理与数字图像处理主要区别：模拟图像处理是利用光学、照相方法对模拟图像的处理。
(优点：速度快，一般为实时处理，理论上讲可达到光的速度，并可同时并行处理。
缺点：精度较差，灵活性差，很难有判断能力和非线性处理能力)数字图像处理(称计算机图像处理，指将图像信号转换成数字格式并利用计算机对数据进行处理的过程)是利用计算机对数字图像进行系列操作，从而达到某种预期目的的技术.(优点：精度高，内容丰富，可进行复杂的非线性处理，灵活的变通能力，一只要改变软件就可以改变处理内容)2.图像处理学包括哪几个层次？各层次间有何区别和联系？数字图像处理可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。
狭义图像处理是对输入图像进行某种变换得到输出图像，是一种图像到图像的过程。
图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像目标的描述，图像分析是一个从图像到数值或符号的过程。
图像理解则是在图像分析的基础上，基于人工智能和认知理论研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，对图像内容的含义加以理解以及对原来客观场景加以解译，从而指导和规划行动。
区别和联系：狭义图像处理是低层操作，它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；图像分析则进入了中层，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的、非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的符号进行推理，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。