2025年高頻電路噪聲抑制評估試卷及答案考試時長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：2025年高頻電路噪聲抑制評估試卷考核對象：電子信息工程、通信工程及相關(guān)行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.高頻電路中的噪聲主要來源于熱噪聲和散粒噪聲。2.共模噪聲可以通過差分放大器有效抑制。3.負(fù)反饋可以降低放大器的噪聲系數(shù)。4.低通濾波器可以完全消除高頻噪聲。5.電磁屏蔽罩可以有效阻擋外部電磁干擾。6.噪聲系數(shù)的單位是分貝（dB）。7.噪聲溫度是衡量噪聲強度的物理量。8.信號完整性分析中，阻抗不匹配會導(dǎo)致噪聲反射。9.負(fù)載電容過大會增加電路的噪聲。10.主動濾波器比被動濾波器噪聲抑制效果更好。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪種噪聲屬于白噪聲？A.熱噪聲B.散粒噪聲C.諧波噪聲D.閃爍噪聲2.噪聲系數(shù)的單位是什么？A.歐姆（Ω）B.分貝（dB）C.伏特（V）D.安培（A）3.以下哪種方法可以有效抑制共模噪聲？A.串聯(lián)電阻B.差分放大器C.并聯(lián)電容D.電磁屏蔽4.噪聲溫度的單位是什么？A.開爾文（K）B.攝氏度（℃）C.赫茲（Hz）D.分貝（dB）5.以下哪種濾波器在高頻電路中應(yīng)用最廣泛？A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器6.信號完整性分析中，阻抗不匹配會導(dǎo)致什么現(xiàn)象？A.噪聲放大B.噪聲反射C.信號衰減D.信號失真7.以下哪種噪聲屬于低頻噪聲？A.熱噪聲B.散粒噪聲C.閃爍噪聲D.諧波噪聲8.負(fù)載電容過大會導(dǎo)致什么問題？A.噪聲增加B.噪聲減少C.阻抗匹配D.頻率穩(wěn)定性9.主動濾波器的特點是什么？A.無源器件構(gòu)成B.有源器件構(gòu)成C.無噪聲源D.頻率選擇性差10.電磁屏蔽罩的主要作用是什么？A.隔離噪聲源B.吸收噪聲C.阻擋電磁干擾D.放大信號三、多選題（每題2分，共20分）1.高頻電路中的噪聲來源包括哪些？A.熱噪聲B.散粒噪聲C.電磁干擾D.靜電感應(yīng)E.信號串?dāng)_2.噪聲抑制的方法有哪些？A.共模扼流圈B.差分放大器C.電磁屏蔽D.低噪聲放大器E.負(fù)反饋3.信號完整性分析中，哪些因素會導(dǎo)致噪聲？A.阻抗不匹配B.信號反射C.負(fù)載電容過大D.傳輸線損耗E.電磁耦合4.噪聲系數(shù)的影響因素有哪些？A.噪聲源強度B.放大器增益C.信號頻率D.溫度E.阻抗匹配5.濾波器的類型包括哪些？A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器E.移相濾波器6.電磁屏蔽的原理是什么？A.金屬反射B.電磁吸收C.電磁透射D.屏蔽罩接地E.屏蔽材料選擇7.噪聲溫度與噪聲系數(shù)的關(guān)系是什么？A.噪聲溫度越高，噪聲系數(shù)越大B.噪聲溫度越低，噪聲系數(shù)越小C.噪聲溫度與噪聲系數(shù)成正比D.噪聲溫度與噪聲系數(shù)成反比E.噪聲溫度是噪聲系數(shù)的絕對值8.信號完整性分析中，哪些措施可以減少噪聲？A.匹配阻抗B.減小負(fù)載電容C.使用差分信號D.增加傳輸線長度E.使用屏蔽線纜9.主動濾波器的優(yōu)缺點是什么？A.噪聲抑制效果好B.頻率選擇性差C.功耗高D.成本低E.穩(wěn)定性差10.電磁屏蔽罩的設(shè)計要點有哪些？A.材料選擇B.接地設(shè)計C.尺寸匹配D.通風(fēng)設(shè)計E.防銹處理四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某高頻放大器電路如下圖所示，其中放大器噪聲系數(shù)為5dB，信號頻率為1GHz，輸入信號功率為-90dBm。電路中存在共模噪聲和差模噪聲，共模噪聲電壓為10μV，差模噪聲電壓為5μV。請計算：（1）放大器的輸出信號功率是多少？（2）放大器的輸出噪聲功率是多少？（3）如何改進電路以抑制噪聲？案例2：某高速信號傳輸線長度為10cm，信號頻率為2.5GHz，傳輸線特性阻抗為50Ω，負(fù)載阻抗為60Ω。請計算：（1）信號反射系數(shù)是多少？（2）信號反射功率是多少？（3）如何改進傳輸線以減少噪聲？案例3：某電磁屏蔽罩用于保護高頻電路，屏蔽材料為銅，屏蔽罩厚度為1mm，內(nèi)部存在電磁干擾場強為100μT。請計算：（1）屏蔽罩的反射損耗是多少？（2）屏蔽罩的吸收損耗是多少？（3）如何改進屏蔽罩以增強噪聲抑制效果？五、論述題（每題11分，共22分）論述1：論述高頻電路中噪聲的主要來源及其抑制方法，并分析不同抑制方法的優(yōu)缺點。論述2：論述信號完整性分析中噪聲的影響因素及其解決方法，并舉例說明實際應(yīng)用場景。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.×解析：4.低通濾波器無法完全消除高頻噪聲，只能衰減部分高頻噪聲。10.主動濾波器雖然噪聲抑制效果好，但功耗較高，不一定優(yōu)于被動濾波器。二、單選題1.A2.B3.B4.A5.A6.B7.C8.A9.B10.C解析：1.白噪聲是指頻譜均勻分布的噪聲。4.噪聲溫度的單位是開爾文（K）。7.閃爍噪聲屬于低頻噪聲。8.負(fù)載電容過大會增加電路的噪聲。三、多選題1.A,B,C,E2.A,B,C,D3.A,B,C,E4.A,B,C,D5.A,B,C,D6.A,B,D,E7.A,B,C8.A,B,C,E9.A,C10.A,B,C解析：1.高頻電路中的噪聲來源包括熱噪聲、散粒噪聲、電磁干擾和信號串?dāng)_。6.電磁屏蔽的原理包括金屬反射、屏蔽罩接地和屏蔽材料選擇。7.噪聲溫度與噪聲系數(shù)成正比，噪聲溫度越高，噪聲系數(shù)越大。四、案例分析案例1：（1）輸出信號功率=輸入信號功率+噪聲功率輸入信號功率=-90dBm=10^(-9/10)W=1μW噪聲功率=kTBN=1.38×10^(-23)×300×(4×10^6)=1.66×10^(-14)W=-107dBm輸出信號功率=-90dBm+(-107dBm)=-197dBm（2）輸出噪聲功率=輸入噪聲功率+放大器噪聲功率輸入噪聲功率=-107dBm放大器噪聲功率=5dB=10^5/10=10μW=-10dBm輸出噪聲功率=-107dBm+(-10dBm)=-117dBm（3）改進方法：-使用共模扼流圈抑制共模噪聲。-使用差分放大器抑制差模噪聲。-增加低噪聲放大器以降低噪聲系數(shù)。案例2：（1）反射系數(shù)=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)=(60-50)/(60+50)=0.1（2）反射功率=|反射系數(shù)|^2×輸入功率=0.1^2×1μW=0.01μW=-40dBm（3）改進方法：-調(diào)整負(fù)載阻抗至50Ω以實現(xiàn)阻抗匹配。-使用阻抗匹配器減少反射。案例3：（1）反射損耗=-20log(|反射系數(shù)|)=-20log(100μT/1T)=-20log(10^-4)=40dB（2）吸收損耗=10log(1-|反射系數(shù)|^2)=10log(1-10^-8)≈0dB（3）改進方法：-增加屏蔽罩厚度以提高反射損耗。-使用高導(dǎo)電材料如銅或鋁。-增加接地設(shè)計以增強屏蔽效果。五、論述題論述1：高頻電路中的噪聲主要來源于熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲和電磁干擾。熱噪聲是由電阻中自由電子熱運動產(chǎn)生的，散粒噪聲是由電流中載流子隨機起伏產(chǎn)生的，閃爍噪聲（1/f噪聲）在低頻段顯著，電磁干擾則來自外部電磁場。抑制方法包括：-使用低噪聲器件（如低噪聲放大器）。-采用共模扼流圈和差分放大器抑制共模噪聲。-電磁屏蔽和接地設(shè)計減少外部干擾。-優(yōu)化電路布局減少