2-3集成运算放大器的噪声.ppt
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- 关 键 词:
- 集成 运算放大器 噪声
- 资源描述:
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1、光电信号处理光电信号处理低噪声集成运算放大器低噪声集成运算放大器放大电路噪声分析放大电路噪声分析1 1、集成运算放大器的噪声、集成运算放大器的噪声 电压噪声:En 电流噪声:In 2 2、运算放大器噪声分析方法、运算放大器噪声分析方法 运算放大器的各种噪声及叠加 3 3、运算放大器放大电路的噪声分析、运算放大器放大电路的噪声分析 根据运算放大器数据表上的数据计算由运算放大器为核心构成的放大电路的输出噪声。运放运放+外围电路外围电路1/噪声噪声热噪声热噪声(宽带噪声)(宽带噪声)表征噪声特性:频谱密度。电压噪声频谱密度:电压噪声频谱密度:每平方根赫兹的有效(RMS)噪声电压(单位为nV/Hz1/
2、2)功率谱密度单位为 W/Hz1/2集成运算放大器噪声频谱密度曲线集成运算放大器噪声频谱密度曲线热噪声的重要特性之一:白噪声频谱密度图较平坦即所有频率的能量相同。因此,热噪声有时也称作宽带噪声。运算放大器也存在热噪声:fkTRen4热噪声频谱密度:kTRfen4 除了宽带噪声之外,运算放大器还有低频噪声区,该区的频谱密度图并不平坦。这种噪声称作 1/噪声,或闪烁噪声,或低频噪声。通常说来,1/噪声的功率谱以 1/的速率下降。电压谱会以 1/1/2的速率下降。1/噪声也能用正态分布曲线表示。包括:两个电流噪声源 一个电压噪声源电压噪声源:随时间变化的输入偏移电压分量电流噪声源:随时间变化的偏置电
3、流分量。方法:通过对电压与电流频谱的功率谱密度曲线进行积分计算,可得到运算放大器模型中信号源的 RMS 幅度。频谱密度曲线:1/区 低通滤波器的宽带区。计算上述两个区域的总噪声,再对两个计算的结果做和的平方根运算。低通滤波器的宽带区域进行积分计算。理想情况下,曲线的低通滤波器部分是一条直线,为理想滤波器。由于理想滤波器情况下的曲线下方区域为矩形,因此这一区域的问题比较好解决,长乘宽即可。在实际情况下,不可能实现理想的滤波器。不过,可用一组常量来将实际情况下的滤波器带宽转换为等效的理想滤波器带宽,以满足噪声计算的需要。这就是带宽校正系数 理想滤波器校正系数理想滤波器的噪声带宽校正:BWn=KnH
4、H:上限截止频率,Kn:滤波器的校正系数。滤波阶数校正系数11.5721.2231.1641.1351.12A计算热噪声电压公式为:nBBnBBBWee热噪声电压的有效值RMS;热噪声电压密度;是热噪声宽带;nBBeBBenBW计算热噪声电流公式为:nBBnBBBWii根据产品说明书中的数据,用公式便可计算出热噪声 1/区域 对噪声频率密度图 1/区域的功率频谱进行积分计算。将 1/区的噪声测量结果归一化为 1Hz 时的噪声。feefatfnorm_是归一化为 1Hz 时的噪声电压,频率为时的噪声电压密度 fnormefate_两个 1/归一化示例 0.1Hz时,噪声电压密度:20nV/Hz1
5、/2 归一化到1Hz:nVfeefatfnorm3.61.020_1Hz时,噪声电压密度:50nV/Hz1/2 1/噪声计算公式如下:是1/噪声在任意频率的有效值rms;)ln(LHfnormnfffee是下限截止频率,常取0.1Hz;是归一化为 1Hz 时的噪声电压,是上限截止频率,常取噪声带宽BWn;nfefnormeHfLf宽带与 1/噪声是不相关噪声源,叠加:22_nBBnfvneeeen_v:总的噪声输入电压enf:1/f 噪声电压enBB:热噪声电压 运算放大器构成的放大电路:运算放大器和外围电阻运算放大器电路总噪声输入:运算放大器本身的噪声 外围电阻的噪声包含三大部分:运算放大器
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