最佳噪聲性能的信號調理(05-100)

　　應用中的量化噪聲

　　1個電阻器具有電阻熱噪聲(為玻耳茲曼常數×-23J/K,是絕對溫度,是帶寬,是電阻)。注意,這是一個固有的特性,電阻所用的和電阻值分別具有和電阻熱噪聲。不同電阻值的電阻熱噪聲不同。因此,選擇正確的電阻器,使得對電路所增加的噪聲最小是關鍵。

　　3所示的、、。電壓噪聲差分出現在兩個輸入。電壓噪聲密度(圖)用∫表示,電流噪聲密度表示為∫。放大器噪聲依賴于輸入級工作電流、器件工藝類型和輸入電路結構。

　　In+、)流經阻抗時它才是重要的,從而,產生噪聲電壓。因而在運放電路和輸入保持低阻抗,可使電流噪聲影響最小。例如,具有低電壓噪聲(√)和高電流噪聲(√)的運放。用零源阻抗,則電壓噪聲將處于支配地位。用中等源阻抗(如Ω),則來自電流源的噪聲影響(√電流噪聲流徑)7nV/√)是處于支配地位。用大的源阻抗(例如Ω),電流噪聲部分增加到√,電壓噪聲不變化,電阻熱噪聲(正比于電阻平方根)增加十倍。因此,電流噪聲處于支配地位。特低噪聲運放具有√電壓噪聲和√電流噪聲。電流噪聲將不會處于支配地位直到電路阻抗變得非常大為止。

　　確保最佳噪聲性能

　　1增益帶寬外,必須考慮另一個重要因數——電路增益。電阻比可規為信號和噪聲增益。噪聲被噪聲增益(倒相和非倒相配置皆為)放大。

　　RTO,RTI噪聲

 

　　圖3 帶噪聲源的信號調理

 

　　圖4 放大器的電壓噪聲密度

 

　　圖5 帶電抗元件的運放模型

　　1MHz)、較小電阻值(=Ω,Ω)較低增益()的放大器。做為一個實例,測量信號,輸出信號將是。放大器拾取∫噪聲,將產生 或μ峰值噪聲。這允許使用位。

　　5所示電路表示一個階系統,其中表示源電容、倒相輸入端的雜散電容和運放輸入電容的組合。導致噪聲增益斷點,所以,必須增加來保證穩定。

　　C1和會使噪聲增益變為頻率的函數,峰值處在較高的頻率(假定所選使階系統嚴重衰減)。若簡單做到1C1=R2C2,則可以實現平坦的增益。