以 SPICE 進行電路模擬
雜訊分析
即使沒有訊號,每顆電阻都在嘶嘶作響、每顆電晶體都在劈啪作聲,那是物理決定的微弱隨機雜訊,限制了電路所能處理的最小訊號。雜訊分析預測這團雜訊:它估計輸出端會出現多少隨機雜訊、又分別來自哪些元件,而你完全不必親手架設一套真正的低雜訊量測。
它是一種交流式的分析。SPICE 在工作點把電路線性化,接著加入每個元件固有的雜訊源,例如電阻的熱雜訊(Johnson 雜訊)、電晶體的散粒雜訊與閃爍雜訊,並算出各自在輸出端、跨各頻率的貢獻。命令會指名一個輸出與一個輸入,例如 '.noise V(out) Vin dec 100 1 100k'。雜訊是隨機的,因此不是以一般電壓相加,而是以功率相加:各項貢獻以平方和的平方根合成。輸出通常以雜訊密度給出,單位為奈伏每根號赫茲(nV per root-hertz),你再在自己的頻寬上積分得到總量。
雜訊分析真正的價值在於依來源拆解:SPICE 會告訴你,比方說某顆偏壓電阻貢獻了大部分輸出雜訊,直接指出該改哪裡。但它的可信度只等於元件雜訊模型的可信度,而且它完全不含真實實驗桌上常占主導的雜訊,例如市電嗡聲、數位切換耦合、接地迴路。所以它給的是最佳情況的下限;真實電路通常更吵。
一顆電阻 R 在室溫下產生的熱雜訊密度約為 0.13 nV per root-hertz 乘以根號(R,單位 kΩ),所以一顆 10 kΩ 電阻約嘶嘶作響在 13 nV per root-hertz,正是雜訊分析歸給它的數字。
預測的輸出雜訊對頻率,並依哪個元件貢獻最多加以拆解。
雜訊分析只納入模型中固有的元件雜訊。它無法預測來自外界的干擾,例如市電嗡聲、串擾或接地問題,而這些往往主導了真實量測。
又称
另见