雜訊、接地與電磁相容
雜訊基底(noise floor)
夜裡站在曠野,不論你讓自己多安靜,總有一陣微弱的背景嗡聲:遠處的風、你自己的脈搏。比那嗡聲大聲的你都聽得見,但更微弱的就乾脆淹沒在其中。電路的雜訊基底正是那背景嗡聲:無時不在的雜訊水準,低於它的訊號根本看不見。它是你的訊號所站立的地板,比它更小的都量不到。
雜訊基底是總雜訊,熱雜訊加散粒雜訊加閃爍雜訊,再加上你的接線所拾取的任何干擾,在你的頻寬上量測而得。它通常以電壓表示,比方 5 microvolts rms,或在頻譜分析儀上以功率密度表示,例如 dBm 每赫茲。分析儀把它顯示成真實訊號尖峰底下那片草皮般的基線,訊號必須冒出那片草皮才會被偵測到。縮窄量測頻寬會降低基底(放進的熱雜訊較少),這正是慢速、窄頻儀器能挖出驚人微弱訊號的原因。
你可用的動態範圍,從底部的雜訊基底,一路到頂端的削波或過載點。把基底往下壓,就是低雜訊設計的全部功夫:盡量降低源阻抗、限制頻寬、用屏蔽與接地撲滅干擾、把最低雜訊的放大器放在最前面。誠實的現實是,真實的工作台幾乎總有比規格書承諾更高的基底,因為真實佈局會拾取市電嗡聲、交換式電源的尖刺與無線電。決定你的基底究竟落在哪裡的,通常是干擾,而不只是本質雜訊。
一台頻譜分析儀設在 1 kHz 解析頻寬,或許顯示出約 -110 dBm 的雜訊基底。把它切到 10 Hz 解析頻寬,基底會下降約 20 dB 到大約 -130 dBm,露出先前藏在草皮中的微小訊號。
更窄的頻寬會降低基底——這正是看見微弱訊號背後的訣竅。
雜訊基底不是一顆晶片的固定性質。它取決於頻寬、源阻抗、溫度,而且通常最關鍵的是你的佈局放進來的干擾。
又稱
另見