一、電子元件參數(shù)的影響
1.隨著溫度的變化,電阻的阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變且遵循一定的溫度系數(shù)規(guī)律。舉例來(lái)說(shuō),在一般情況下,金屬膜電阻
阻值就會(huì)因?yàn)闇囟壬叨霈F(xiàn)增大的現(xiàn)象,部分熱敏電阻則會(huì)因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)明顯的特點(diǎn)反而在溫度升高時(shí)出現(xiàn)阻值減
小的情況。儀器電路中的電阻通常用于分壓和限流,其阻值一旦發(fā)生變化,就會(huì)引發(fā)電路中電流和電壓分配產(chǎn)生改變,
這將導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)放大倍數(shù)和偏置電壓等參數(shù)受到影響。
2.電容容量也會(huì)受到溫度變化帶來(lái)的影響,具體來(lái)說(shuō),一些陶瓷電容會(huì)因?yàn)闇囟茸兓瘞?lái)介質(zhì)常數(shù)改變的問(wèn)題,使電容
的容量產(chǎn)生改變;部分電解質(zhì)電容則會(huì)在溫度升高的時(shí)候,出現(xiàn)其內(nèi)部電解質(zhì)導(dǎo)電性增強(qiáng)的情況,這將使電容的容量略
有增加。電容在電路中一般用于耦合、濾波,當(dāng)電容的容量發(fā)生改變就會(huì)對(duì)信號(hào)耦合效率、電路頻率特性等造成一定的
影響,比如濾波會(huì)因?yàn)槿萘孔兓瘜?dǎo)致其效果變差,增加電路中的噪聲。
3.以集成電路、晶體管等為代表的半導(dǎo)體器件也會(huì)受到溫度變化的影響,這主要是因?yàn)闇囟茸兓瘯?huì)對(duì)半導(dǎo)體遷移率、載
流子濃度等參數(shù)造成影響。舉例來(lái)說(shuō),晶體管在溫度升高的時(shí)候,其基極 - 發(fā)射極電壓就會(huì)出現(xiàn)減小的情況,而電流放
大系數(shù)則會(huì)出現(xiàn)增大,從而導(dǎo)致晶體管的工作點(diǎn)發(fā)生偏移,最終造成放大器的增益、線性度等相關(guān)性能指標(biāo)產(chǎn)生改變。
另外,對(duì)集成電路來(lái)說(shuō),溫度的變化還會(huì)對(duì)其內(nèi)部各個(gè)元件的性能匹配造成影響,這對(duì)整個(gè)電路的功能與穩(wěn)定性都會(huì)帶
來(lái)一定的負(fù)面影響。
二、電路噪聲的影響
1.在任何溫度下,電路中的電子元件都會(huì)產(chǎn)生一定的熱噪聲,且其大小是和溫度成正比的。隨著溫度的升高,電子元件
內(nèi)部的電子熱運(yùn)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)加劇的現(xiàn)象,增加熱噪聲的功率。舉例來(lái)說(shuō),電阻熱噪聲的電壓均方值和溫度、電阻值、帶寬
成正比。熱噪聲疊加在測(cè)量信號(hào)上,會(huì)使信號(hào)的信噪比降低,而噪聲電平一旦過(guò)高,就可能掩蓋掉微弱的測(cè)量信號(hào),對(duì)
測(cè)量精度產(chǎn)生影響。
2.溫度變化除了引起熱噪聲,還會(huì)帶來(lái)其他類型的噪聲變化。比如,在部分傳感器電路中,當(dāng)溫度發(fā)生變化,傳感器的
噪聲特性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,這將對(duì)整個(gè)電路噪聲水平產(chǎn)生一定程度上的影響。另外,溫度的變化還可能導(dǎo)致電路中
的焊點(diǎn)、連接點(diǎn)等部位的接觸電阻產(chǎn)生改變,引發(fā)額外的噪聲問(wèn)題。
三、電路穩(wěn)定性的影響
1.當(dāng)電子元件參數(shù)隨著溫度產(chǎn)生變化,儀器的電路就可能出現(xiàn)零點(diǎn)漂移的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō),在放大器的電路中,如果溫度
發(fā)生改變,就會(huì)引起晶體管參數(shù)的變化,這會(huì)導(dǎo)致放大器輸出直流電平產(chǎn)生偏移,對(duì)測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性造成負(fù)面影響。特
別是對(duì)于微弱信號(hào)的測(cè)量,一旦發(fā)生零點(diǎn)漂移就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大誤差的情況。
2.電路中的電感、電容等元件參數(shù)會(huì)因?yàn)闇囟茸兓斐呻娐奉l率特性改變的問(wèn)題,舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)濾波電路具有特定截止
頻率,因?yàn)殡娙莸娜萘繒?huì)隨著溫度發(fā)生變化,其截止頻率就可能發(fā)生偏移,而這將對(duì)不同頻率信號(hào)的放大倍數(shù)與濾波效果
產(chǎn)生一定影響,導(dǎo)致整個(gè)電路對(duì)測(cè)量信號(hào)的穩(wěn)定性與處理能力受到負(fù)面影響。電路頻率特性如果變化較大,還可能導(dǎo)致鹽
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