生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)概論

關(guān)于生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)概論第1頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一章概論

第2頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五內(nèi)容提要1.1生物電子學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1.2研究醫(yī)學(xué)電子學(xué)的意義1.3常用醫(yī)學(xué)電子儀器1.4學(xué)習(xí)方法1.5醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器中的噪聲和干擾第3頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1生物電子學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史18世紀(jì)，意大利神經(jīng)生理學(xué)家伽爾伐尼由觀察蛙的神經(jīng)肌肉收縮現(xiàn)象，建立了生物電（bioelectricity）的理論。1786年有一天，伽伐尼在實(shí)驗(yàn)室解剖青蛙，把剝了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神經(jīng)時(shí)，蛙腿劇烈地痙攣，同時(shí)出現(xiàn)電火花。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為痙攣起因于動(dòng)物體上本來(lái)就存在的電，他還把這種電叫做"動(dòng)物電"。生物體內(nèi)不同的生命活動(dòng)，能產(chǎn)生不同形式的生物電，如人體心臟的跳動(dòng)、肌肉的收縮、大腦的思維等等。第4頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1733年，英國(guó)牧師S.Hales作了第一個(gè)血壓測(cè)量的實(shí)驗(yàn)。第5頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生物電子學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1819年，法國(guó)醫(yī)生laennaec發(fā)明聽(tīng)診器。1875年，發(fā)現(xiàn)了腦的生物電現(xiàn)象。1889年，A.C.Waller首先提出了心臟的電偶極子模型。1895年，德國(guó)物理學(xué)家W.C.倫琴在實(shí)驗(yàn)室研究陰極射線時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了x射線。第6頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

1895年11月8日發(fā)現(xiàn)了X射線，為開(kāi)創(chuàng)醫(yī)療影像技術(shù)鋪平了道路，1901年被授予首次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)醫(yī)學(xué)診斷有重大影響，還直接影響了20世紀(jì)許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。例如安東尼·亨利·貝克勒爾就因發(fā)現(xiàn)天然放射性，與居里夫婦共同獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。威廉·康拉德·倫琴，1845年3月27日-1923年2月10日)，德國(guó)物理學(xué)家第7頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生物電子學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1903年，著名的心電圖之父WilliamEinthoven根據(jù)前人的許多研究成果，制成了第一部用于記錄心臟電位的心電圖機(jī)。1929年，德國(guó)醫(yī)生HansBerger用檢流計(jì)在開(kāi)顱的情況下記錄了人的腦電圖，從此揭開(kāi)了人類(lèi)認(rèn)識(shí)大腦的新紀(jì)元。1952年Zoll將體外心臟起搏器引入至醫(yī)學(xué)臨床。第8頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Maekay和Jaeobson于1957年制做的一個(gè)體積小于1cm3的無(wú)線電丸藥用于最早的生物遙測(cè)。使患者處于無(wú)拘束的自然狀態(tài)下連續(xù)測(cè)定消化道器官各部分的pH值、溫度、出血部位、壓力、消化酶活性等美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)已將用于植入用途(MICS和MEDS頻帶)的頻帶分配在400MHz范圍內(nèi)，以便在體內(nèi)時(shí)達(dá)到最佳性能。植入的無(wú)線電還需要極低的功耗、泄漏電流和有效的喚醒機(jī)制來(lái)啟動(dòng)通訊。第9頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生物電子學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史生理信號(hào)類(lèi)：腦電圖（EEG）、心電圖（ECG）、肌電圖（EMG）、心音、血流、血壓、體溫等生化分析類(lèi)：生化儀，三、五分類(lèi)血球儀，血?dú)夥治鰞x、電解質(zhì)分析儀影像類(lèi)：X光機(jī)、CT、MRI、超聲等……第10頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五從簡(jiǎn)單的生物電的發(fā)現(xiàn)和測(cè)量歷史表明：電子學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合已有150年的歷史?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明：生命的最小單位是細(xì)胞，而存在電活動(dòng)是細(xì)胞表現(xiàn)生命活性的基本特征。換言之，生命的本質(zhì)在于“電”。因此通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞或生物組織的電活動(dòng)，可以了解細(xì)胞或生物組織的生理狀態(tài)或病理狀態(tài)。

通過(guò)各種各樣的傳感器也可以將檢測(cè)生物“電”延伸到測(cè)量溫度、壓力、流量、成份、成像……，通過(guò)這些測(cè)量，人們可以研究各種生命現(xiàn)象，診斷各種疾病。1.2研究醫(yī)學(xué)電子學(xué)的意義第11頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五常見(jiàn)的生物電信號(hào)或生理參數(shù)第12頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的各種參量第13頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.3常用醫(yī)學(xué)電子儀器從臨床應(yīng)用功能來(lái)分：診斷儀器，治療儀器，輔助儀器（或設(shè)備）掌握醫(yī)學(xué)電子類(lèi)儀器的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、基本電路；培養(yǎng)基本應(yīng)用能力（儀器分析、儀器設(shè)計(jì)、儀器維護(hù)）第14頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生理信息監(jiān)測(cè)儀器：心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)、床邊監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、胎兒監(jiān)護(hù)儀、血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀醫(yī)用成像儀器：X射線診斷儀器（普通、數(shù)字化）、計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(CT)、超聲診斷儀器(B超,彩超)、磁共振成像儀器、熱成像儀器(紅外)、核醫(yī)學(xué)成像裝置(PET)醫(yī)用檢驗(yàn)儀器：生化分析儀、血液分類(lèi)儀、血?dú)夥治鰞x、電解質(zhì)分析儀醫(yī)用光學(xué)儀器：內(nèi)窺鏡、光學(xué)顯微鏡等診斷儀器第15頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第16頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第17頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五利用機(jī)械能的設(shè)備：呼吸機(jī)、麻醉機(jī)、透析機(jī)超聲治療設(shè)備：體外沖擊波碎石機(jī)除顫儀高頻治療設(shè)備：電刀、射頻消融利用磁場(chǎng)治療的設(shè)備：低頻磁場(chǎng)治療儀（脈沖磁場(chǎng)治療儀）微波治療儀放射治療裝置：直線加速器、X刀、γ刀、鈷60治療儀器第18頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一部分與醫(yī)療有關(guān)的儀器或軟件,既不直接用于作疾病診斷，也不直接用于疾病的治療，但在現(xiàn)代醫(yī)療中占有極其重要的作用，這些是醫(yī)學(xué)輔助設(shè)備。醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)：包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及與此相應(yīng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)、地區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備、面向家庭的醫(yī)療技術(shù)、以及近年來(lái)迅速發(fā)展的PACS系統(tǒng)（圖像存儲(chǔ)于傳輸系統(tǒng)），電子病例等。其它輔助設(shè)備：包括消毒滅菌設(shè)備、中心供氧和制氧設(shè)備、廢物處理設(shè)備、手術(shù)臺(tái)、電源系統(tǒng)和電安全監(jiān)護(hù)器、制冷設(shè)備和空調(diào)設(shè)備、血庫(kù)設(shè)備、制藥機(jī)械設(shè)備等。輔助儀器第19頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五醫(yī)學(xué)電子儀器的一般結(jié)構(gòu)第20頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.4學(xué)習(xí)方法理論，實(shí)踐，本課程與其他課程的結(jié)合第21頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.5醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器中的噪聲和干擾

對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō)，噪聲和干擾是有害的擾動(dòng)，嚴(yán)重的影響了信號(hào)的檢測(cè)。為了區(qū)別，一般把外界因素對(duì)放大電路中各部分的影響稱(chēng)為干擾，而把由于材料或器件的物理原因所產(chǎn)生的擾動(dòng)稱(chēng)為噪聲。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)一般都是伴隨著噪聲和干擾信號(hào)，如心電、肌電信號(hào)總是伴隨著因肢體動(dòng)作和精神緊張等帶來(lái)的假象，且常有較強(qiáng)的工頻干擾；誘發(fā)腦電信號(hào)總是伴隨著較強(qiáng)的自發(fā)腦電信號(hào)；超聲回波信號(hào)中往往伴隨其他反射雜波。此外，信號(hào)中的無(wú)用成分亦視為檢測(cè)中的干擾。第22頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.5.1干擾磁場(chǎng)干擾電場(chǎng)干擾電磁場(chǎng)干擾干擾源：能產(chǎn)生一定的電磁能量而影響周?chē)娐返奈矬w或設(shè)備第23頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第24頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、磁場(chǎng)干擾磁場(chǎng)的干擾來(lái)源于變壓器、電動(dòng)機(jī)和熒光燈的鎮(zhèn)流器等設(shè)備，這些設(shè)備中的線圈通以交流電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，在交變磁場(chǎng)中的其他導(dǎo)線環(huán)路或其他線圈都會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。

改變?cè)O(shè)備或電路的放置方向（但不改變空間位置），檢測(cè)電路的輸出，如果輸出信號(hào)的幅值發(fā)生變化，即可初步判定存在磁場(chǎng)干擾。磁場(chǎng)干擾通過(guò)電感性耦合進(jìn)入放大電路。

第25頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電感性耦合又稱(chēng)磁耦合；起因：干擾電流產(chǎn)生的磁通隨時(shí)間變化從而形成干擾電壓。在系統(tǒng)內(nèi)部，線圈和變壓器的漏磁是形成干擾電壓的主要原因。在系統(tǒng)外部，多數(shù)是由于兩條導(dǎo)線在長(zhǎng)距離架設(shè)中形成干擾電壓。電感性耦合第26頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(a)耦合示意圖,(b)等效電路,(c)用互感表示的等效電路A為閉合回路Ⅱ所包圍的面積(m2),B為正弦變化磁通密度的均方根值(wb/m2),w為角頻率(rad/s)，θ為B與面積A法線的夾角。

感應(yīng)電壓：第27頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，這種干擾的強(qiáng)度與電路或線圈的環(huán)路面積成正比。磁場(chǎng)干擾直接影響醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器，必須采取措施予以抑制。一般說(shuō)來(lái)，磁場(chǎng)干擾的頻率較低，當(dāng)作用距離較近時(shí)，作用較強(qiáng)。第28頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、電場(chǎng)干擾電場(chǎng)的干擾主要來(lái)源于交流電源，其中50Hz的工頻干擾最普遍。一般放大電路的直流電源是用50Hz的交流電源經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后得到的，如果濾波不齊，整流電源輸出的電壓就有50Hz的紋波電壓，使電路的電流產(chǎn)生波動(dòng)而形成干擾電壓，特別是第一級(jí)，由于電源所產(chǎn)生的干擾電壓將被后續(xù)各級(jí)放大而使輸出端產(chǎn)生較大的干擾電壓。50Hz的工頻干擾除了通過(guò)傳感器及其引線引入放大電路意外，還通過(guò)電容性耦合形成進(jìn)入放大電路形成電場(chǎng)干擾。（交流信號(hào)）第29頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電容性耦合起因：分布電容，由兩電路間的電場(chǎng)相互作用引起。在電子系統(tǒng)內(nèi)部元件和元件之間，導(dǎo)線與導(dǎo)線以及導(dǎo)線與元件之間等等都存在著分布電容，一個(gè)導(dǎo)體上的電壓或干擾成分通過(guò)分布電容使導(dǎo)體上電位受到影響——電容性耦合。第30頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、平行導(dǎo)線容性耦合假設(shè)電路1為騷擾源電路，電路2為敏感電路，兩電路間的耦合電容為C。根據(jù)等效電路圖（b），可以計(jì)算出騷擾源電路在電路2上耦合的騷擾電壓為:第31頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電容性耦合引起的感應(yīng)電壓正比于騷擾源的工作頻率、敏感電路對(duì)地的電阻R2（一般情況下為阻抗）、耦合電容C、騷擾源電壓U1；電容性耦合主要在射頻頻率形成騷擾，頻率越高，電容性耦合越明顯；電容性耦合的騷擾作用相當(dāng)于在電路2與地之間連接了一個(gè)幅度為的電流源。一般情況下，騷擾源的工作頻率、敏感電路對(duì)地的電阻R2（一般情況下為阻抗）、騷擾源電壓U1是預(yù)先給定的，所以，抑制電容性耦合的有效方法是減小耦合電容C。第32頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第33頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、電磁場(chǎng)干擾電磁場(chǎng)干擾的主要來(lái)源是各類(lèi)無(wú)線電發(fā)射裝置、各種工業(yè)干擾、無(wú)線電臺(tái)和設(shè)備內(nèi)部的高頻電磁場(chǎng)干擾。電磁場(chǎng)干擾的特點(diǎn)是頻率高，作用距離遠(yuǎn)，幅值不穩(wěn)定。

交流電源線、測(cè)試系統(tǒng)中的長(zhǎng)線都能引起傳導(dǎo)耦合，它們都具有天線的效果，能夠拾取空間的干擾引入測(cè)試系統(tǒng)。第34頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、干擾的抑制1、屏蔽2、合理接地屏蔽或去除干擾源。輸入引線可以采用屏蔽線。盡量縮短導(dǎo)線伸出屏蔽層的長(zhǎng)度使屏蔽層可靠接地要求較高時(shí)，可采用電池供電。前置級(jí)第一個(gè)運(yùn)放兩輸入管腳布一圈地線。第35頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）屏蔽所謂屏蔽，泛指在兩個(gè)空間區(qū)域加以金屬隔離，用以控制從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域電場(chǎng)或磁場(chǎng)的傳播。屏蔽分主動(dòng)屏蔽和被動(dòng)屏蔽。第36頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五主動(dòng)屏蔽

用屏蔽體把干擾源包圍起來(lái)，使電磁場(chǎng)不向外擴(kuò)散，稱(chēng)為主動(dòng)屏蔽。第37頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五被動(dòng)屏蔽屏蔽體用于防止外界電磁輻射，稱(chēng)為被動(dòng)屏蔽。第38頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五干擾的損耗電磁波入射到金屬表面時(shí)產(chǎn)生的損耗有兩種：一部分從金屬表面反射回，稱(chēng)之為反射損耗；另一部分穿過(guò)金屬板并被衰減，稱(chēng)為吸收損耗。第39頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電磁波通過(guò)介質(zhì)時(shí)，其幅度以指數(shù)方式衰減，產(chǎn)生這種衰減的原因是由于介質(zhì)中感應(yīng)的電流造成歐姆損耗，變?yōu)闊崮芏纳ⅰＮ論p耗對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)、近場(chǎng)、電場(chǎng)磁場(chǎng)都是一樣的，衰減表示為：吸收損耗隨屏蔽體厚度和電磁場(chǎng)頻率的增加而增加鋼比銅吸收損耗優(yōu)越。第40頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五反射損耗取決于介質(zhì)的阻特性和場(chǎng)的具體形式。鋼比銅的反射損耗小。第41頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五對(duì)于電場(chǎng)屏蔽，通常采用銅、鋁等金屬薄板導(dǎo)電率高的材料制成，對(duì)于磁場(chǎng)屏蔽，通常采用玻莫合金、錳合金、磁鋼等高導(dǎo)磁率材料，無(wú)論是電場(chǎng)屏蔽還是磁場(chǎng)屏蔽，都要有合理的接地，幾乎所有生物電放大器的前置級(jí)都加裝屏蔽罩。但在實(shí)際中，導(dǎo)線孔，通風(fēng)孔，開(kāi)關(guān)等都形成孔洞和縫隙，所以實(shí)際的屏蔽效果可能主要取決于縫隙和孔洞的泄漏，而不是材料本身。電場(chǎng)屏蔽和磁場(chǎng)屏蔽第42頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）合理接地安全接地（保護(hù)接地）工作接地第43頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五安全接地安全接地又稱(chēng)保護(hù)接地；一般電子儀器設(shè)備，為了安全起見(jiàn)，機(jī)殼都應(yīng)接地（對(duì)地電阻小于10Ω），尤其在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中，這一點(diǎn)更加重要，機(jī)殼接地的目的是為了在任何情況下，使人經(jīng)常接觸的機(jī)殼保持零電位。必須是大地電位。第44頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第45頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五等電位地線如果產(chǎn)生漏電，但是只要接地電位和人體電位相等，那么電流也就不會(huì)通過(guò)人體。為此目的，可以把儀器周?chē)膶?dǎo)電部分（如水管，暖氣等各種金屬管，金屬窗框以及水泥地面）和儀器外殼連在一起，形成等電位。即使人體接觸儀器外殼，由于不存在電位差，仍然能防止電擊事故。安全標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定要求離患者2.5m以內(nèi)的范圍要等電位化，規(guī)定的2.5m距離意味著在患者伸手或借助其他人所能接觸的范圍，把這一范圍稱(chēng)為患者環(huán)境。第46頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五工作接地對(duì)信號(hào)電壓設(shè)立基準(zhǔn)電位，可以是大地電位，也可以不是大地電位。高頻時(shí)導(dǎo)線的表面呈現(xiàn)一定電抗，一段電源地線兩點(diǎn)間的電壓會(huì)達(dá)到數(shù)百毫伏、甚至幾伏的電壓，這對(duì)低電平電路（如生物信號(hào)放大器的前置級(jí)）來(lái)說(shuō)，這已是非常大的干擾，因此交流電源的地線不能作為信號(hào)地線。第47頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第48頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五系統(tǒng)接地原則作為系統(tǒng)，應(yīng)該區(qū)分低電平信號(hào)地線，功率地線和機(jī)殼地線。功率地線，包括繼電器，電動(dòng)機(jī)，接觸器等大功率電路及干擾源的地，又稱(chēng)干擾地。機(jī)殼電線，包括機(jī)架，箱體，又稱(chēng)為金屬件地線，此地線與交流電源零線相連。三套地線分別自稱(chēng)系統(tǒng)，最后匯集于接地母線第49頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、其他抑制干擾的方法隔離濾波系統(tǒng)內(nèi)部干擾的抑制第50頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五隔離用隔離的方法使兩部分電路互相獨(dú)立，不成回路，從而切斷從一個(gè)電路進(jìn)入另一個(gè)電路的干擾的通路。通常在生物信號(hào)測(cè)量中，用光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離。第51頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五濾波當(dāng)交流電網(wǎng)的負(fù)載突變時(shí)（如電機(jī)的啟動(dòng)和制動(dòng)），在負(fù)載突變處交流電源線與地線之間將產(chǎn)生高頻干擾電壓。這種干擾構(gòu)成對(duì)放大電路的高頻干擾，而且這個(gè)高頻電流不僅沿導(dǎo)線流動(dòng)，凡有電容的地方都有良好的通道。這種干擾要在穩(wěn)壓電源交流進(jìn)線處加濾波電路濾去干擾信號(hào)。第52頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五系統(tǒng)內(nèi)部干擾的抑制

醫(yī)學(xué)診療設(shè)備內(nèi)部的各種繼電器、接觸器、電動(dòng)機(jī)等有接點(diǎn)的開(kāi)啟和閉合，產(chǎn)生瞬時(shí)擊穿，造成高頻輻射和引起電源電壓、電流的沖擊，如不加以抑制則形成系統(tǒng)內(nèi)部的嚴(yán)重干擾，并成為外部設(shè)備的干擾源。這種干擾的抑制是電磁兼容性設(shè)計(jì)的一個(gè)重要任務(wù)。第53頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五EMC電磁兼容性EMC（ElectroMagneticCompatibility），是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面是指設(shè)備對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度。第54頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、噪聲的一般性質(zhì)噪聲電壓或電流是隨機(jī)的，噪聲的隨機(jī)過(guò)程不可能用一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù)來(lái)描述，但它服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以用統(tǒng)計(jì)平均量來(lái)描述，能通過(guò)表示噪聲過(guò)程的概率密度而得知噪聲電壓落在某一范圍內(nèi)的概率。

（方差σ2為u的均方值，表示噪聲的強(qiáng)度；為標(biāo)準(zhǔn)差等于均方根值，概率密度表示噪聲在幅度域里的分布密度。1.5.2噪聲第55頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五平均功率：噪聲的基本特性用統(tǒng)計(jì)平均量來(lái)描述：均方值表示噪聲的強(qiáng)度；概率密度表示噪聲在幅度域里的分布密度；功率譜密度S(f)表示單位頻帶內(nèi)噪聲功率隨頻率在頻域里的特性，表示噪聲在頻域里的特性；平均功率是各頻率分量功率之和。第56頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五S(f)為常數(shù)為白噪聲---a段；不是常數(shù)為有色噪聲---b、c段低頻噪聲（1/f噪聲）（粉紅色噪聲）----b段藍(lán)色噪聲----c段C=0，表示兩噪聲源完全不相關(guān)，噪聲電壓瞬時(shí)值之間沒(méi)有關(guān)系；C=1，表示完全相關(guān)，兩相關(guān)噪聲線性相加；C=-1，兩相關(guān)噪聲線性相減；C取某一值表示兩種噪聲電壓之間部分相關(guān)，都包含一部分獨(dú)立產(chǎn)生的噪聲；一般假設(shè)C為0，因?yàn)榇罅康脑肼曉词遣幌嚓P(guān)的.兩種噪聲作用于系統(tǒng)時(shí)，總噪聲均方電壓：第57頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、電阻熱噪聲2、晶體管噪聲電路噪聲的來(lái)源第58頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、電阻熱噪聲任何電阻（導(dǎo)體）即使不與電源接通，它的兩端仍有電壓，這是由于導(dǎo)體中構(gòu)成傳導(dǎo)電路的自由電子隨機(jī)的熱運(yùn)動(dòng)引起的。這種由電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的隨時(shí)間變化的電壓稱(chēng)為熱噪聲電壓。第59頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、晶體管噪聲分配噪聲散粒噪聲閃爍噪聲第60頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分配噪聲在晶體管中，由于發(fā)射極注入基區(qū)的載流子在與基區(qū)本身的載流子復(fù)合時(shí)，載流子的數(shù)量時(shí)多時(shí)少；因而引起基區(qū)載流子復(fù)合率有起伏，導(dǎo)致集電極電流與