在高端音频设置装备摆设中，小心地选择电阻器是制止或将信号途径中的噪声和失真降至最低的最佳办法之一。本文形貌了利用种种现有电阻器技能制造的电阻器中噪声的天生状况，而且对每品种型的典范噪声拔出举行了量化。

噪声是一种大概叠加在任何有效信号（含直流）上的无用宽频谱信号。像其他无源器件一样，电阻器会发生差别水平的噪声，噪声巨细取决于电阻值、温度、施加的电压以及电阻器范例。

有许多实行分析某些电阻器比其他电阻器“噪声大”的缘故原由。但是，音频专家和发热友均认同的独一检测办法便是：比力在实践音频体系中利用差别电阻器技能时构成的保真度。

电阻器中的噪声

电阻器总噪声由多个身分构成。与种种音频使用亲密相干的是热噪声和电流噪声。

热噪声的明显特点是与电阻质料有关。现实上，假如电阻和温度相反，任何范例的电阻器的热噪声品级均相反。热噪声的电压功率谱密度(PSD)ST?[V2/Hz]在整个频率范畴内匀称散布。其可以用下列表达式表现：

S_T=4KTR

此中

R – 电阻器的电阻[W]，T – 电阻器温度[K]，k = 1.3807´10-23 J/K – 玻尔兹曼(Boltzmann)常数。

另一方面，电流噪声与电阻质料的范例具有间接干系。经过实行发明，电流噪声的电压谱密度SE与电阻器上的直流电压降U的平方成反比，与频率f成正比：

S_E=C*U²/f

C是取决于电阻元件质料及其制造工艺的常数。

图1表现了电阻器中总噪声电压的谱密度S。

图1.电阻器中总噪声电压的谱密度

电阻器中电流噪声品级通常用单元μV/V大概分贝（依照噪声指数[NI]dB）表现

[NI]_dB=20log（u/U*10⁶）

此中，u是十进位带宽上的均方根噪声电压，而U是电阻器上的直流电压降。u和U的丈量单元均是伏特。

噪声指数越低，电阻器中的电流噪声品级也越低。

面图表表现了利用差别技能制造的电阻器的噪声指数。

图2.商用电阻器的均匀噪声指数

如图表所示，基于复合电阻质料（如碳和厚膜）的电阻器的电流噪声品级最高。为什么呢？这是由于这些电阻元件质料的明显非均质性形成的。这些复合质料中的导电途径是由断绝矩阵中互相打仗的导电粒子构成的。当电流流经这些“打仗地位”中的不波动打仗点时，它们便发生噪声。

薄膜电阻具有相称强的均质布局，因而噪声较低。薄膜是经过在陶瓷基板上蒸发大概喷溅电阻质料（比方：氮化钽(TaN)、硅铬(SiCr)和镍铬(NiCr)）堆积构成的。依据电阻值的差别，该层的厚度范畴一样平常为10到500埃。薄膜中的噪声是由混合、外表缺陷和不匀称的堆积（当膜较薄时，愈加明显）形成的。这便是电阻膜越厚，电阻值越低，从而噪声品级越低的缘故原由地点。

在具有大金属电阻元件的电阻器中，可以观察到最低的噪声品级：箔电阻和绕线电阻。固然线是由与箔质料相似的金属合金制成，但电阻元件细线和比力粗的电阻器接线端子接合点处大概发生分外的噪声。在箔电阻器中，接线端子和电阻元件均为统一块箔的某些局部，因而制止了这个题目。但是，绕线电阻器的次要缺陷是其电感。电感可招致对信号峰值举行斩波以及严峻依赖信号频率上的电阻器阻抗。别的，必需对下列与绕线电阻器的电抗相干的影响分外存眷：

音频缩小器大概在5 MHz至50 MHz以上自振荡，影响音频质量。

等效串联电感(ESL)会惹起大相移，影响音频音调。

线圈大概起到拾取电磁搅扰(EMI)的作用，凌驾通常电流噪声品级。

箔电阻器制止了这些题目，由于它们是经过化学蚀刻扁平的大金属箔组成的，因而，在相邻载流途径中的电流活动偏向相反，消弭了这些途径中的寄生电感。并且，途径到途径的电容为串联，具有将电阻器的寄生电容降至最小的结果。这些低电感／电容电阻器的特点是不行丈量的峰值到峰值的信号失真。

在高端音频使用中的箔电阻器

高端模仿音频使用要求固有噪声低、缩小线性度高和静态失真极小。典范的音频缩小器由电压前置缩小器（预缩小）和功率缩小器（终极驱动）构成。电压前置缩小器处置低电平信号。这便是固有噪声品级至关紧张的缘故原由。电阻器是缩小器中次要噪声源之一。

对音频功率缩小器的次要要求是缩小线性度高、静态失真极小。箔电阻器的特点是电阻元件（由大金属制成）的固有非线性度十分低。绕线电阻器和一些金属膜电阻用具有相似的非线性度特点，但，在实际天下中,电阻器的固有线性度不敷以确保缩小线性度。 音频功率缩小器通常基于与运算缩小器相似的电路设计（图3）。它的增益

k=1+R2/R1

取决于负反应分压器中的R2/R1电阻比率。电阻器R1和R2辨别斲丧功率

              P₁=[V_O/(R1+R2)]²R1和P₂=[V_O(R1+R2)]²R2以是P₂/P₁=R2/R1    

       通常k > 2，故R2> R1。这标明，在电阻器R2中的功耗和温升总会凌驾在电阻器R1中的功耗和温升。即便两个电阻器均具有相反的TCR（抱负状况），该缩小器的增益也将变革，这是由于R2/R1比率将取决于输入电压VO。因此，声响信号的典范尖峰和脉冲大概形成缩小器增益的瞬态变革。其后果是输出电压VI和输入电压VO之间的非线性依赖（图4）。这个征象称作温度惹起的缩小器的非线性。其缘故原由是电阻器的自热，其定量的特点是电阻功率系数(PCR)。减小电阻功率系数(PCR)的办法是选择具有最小相对TCR值的R1和R2电阻器。

比方：

将一个0.3 W的负载同时施加到接纳差别技能制造的三个1206尺寸的片式电阻器：

TCR约为+ 42ppm/°C的厚膜片式电阻器

TCR约为+ 4 ppm/°C的薄膜片式电阻器

TCR约为-0.1 ppm/°C的、基于Z箔技能的大金属箔。

后果如上面的图表中所示。相干电阻变革的波动值如下所述：

厚膜片式电阻器：+2000 ppm；

薄膜片式电阻器：-140 ppm；

大金属Z箔：+5 ppm。

图5.在0.3-W功率负载条件下丈量逾9秒钟，

自热电阻（电阻功率系数）对三品种型电阻器的 影响

在缩小线性度高和静态失真极小的要求下，关于音频缩小器而言，大金属箔电阻器是较好的选择。威世精细团体分外保举VAR、Z201、S102C、Z203、VSHZ、VSMP系列(0603-2018)，VFCP系列和SMRXDZ系列电阻器，完成音频使用中的无噪声功能。