噪声与失真：微弱信号的两类限制

噪声是随机波动，失真是信号经过非线性产生的确定性新频率。二者都降低动态范围，却需要不同测量和改进方法。屏幕上波形粗糙不等于一定是本征噪声。

输入等效噪声

把各级噪声除以前级增益折算到输入，便于与传感器信号比较。首级噪声和增益最关键，但过高增益会因偏置、干扰或大信号饱和。

电压与电流噪声

运放电压噪声直接叠加输入，电流噪声流经源阻抗转成电压。低源阻适合低电压噪声器件，高源阻需同时关注电流噪声与电阻热噪声。

失真机制

器件曲线非线性、摆幅余量、转换速率和交越失真会生成谐波与互调。总谐波失真单值不说明谐波结构，且依频率、幅度、负载和带宽。

双音互调

两个近频输入的三阶产物落在带内，滤波难去除。通信与宽带前端常用IP3等指标描述，但外推直线只在小信号近似区有效。

测量底噪

短接或已知终端输入，测仪器与环境基线；改变带宽与增益，看噪声是否按理论缩放。频谱窗函数和平均方式也影响结果。

过载恢复与失真应分开观察：一个短暂大信号可能让输入级或补偿节点储存电荷，随后很久才恢复，即使稳态小信号THD很好。

实验：测放大器输入等效噪声、THD与双音互调，分别改变源阻、幅度和带宽。