電子臺秤噪聲來源和它們的頻譜特性

大家知道，應變傳感器的輸出信號都是毫伏級的微弱信號，特別是一些使用多個傳感器的大型衡器，zui大秤量時傳感器的輸出僅零點幾mV/V，每檢定分度值e的信號電壓在幾個微伏以下，甚至低于1微伏，因此稱重指示器對電路中的噪聲非常敏感。稱重指示器的噪聲主要由前級，特別是*級運算放大器、A/D轉換器等電路產生，因此，要降低稱重指示器的噪聲，關鍵是選擇低噪聲的運算放大器和A/D轉換器件。稱重指示器中的噪聲主要來源于電阻內電子的熱運動產生的熱噪聲和晶體管中帶電粒子的不規則運動產生的熱噪聲、散粒噪聲、分配噪聲和1/f噪聲等。這些噪聲源有的為白噪聲，如熱噪聲、散粒噪聲，它們的譜密度與頻率無關；有的為有色噪聲，如1/f噪聲為粉紅噪聲，在低頻段它的頻譜密度較大；稱重指示器電路中噪聲總的頻譜密度如下圖所示：電路中噪聲電壓的頻譜密度在器件數據手冊中，噪聲電壓有時以均方根值形式給出，有時以峰峰值的形式給出，有時以nV/√Hz的形式給出。可用噪聲電壓峰峰值≈6.6×噪聲電壓均方根值換算。使用這些數據時必須注意它們與通頻帶之間的關系，實際噪聲應是噪聲譜密度在通頻帶上的積分。