新闻中心

EEPW首页 > 模拟ic > 设计应用 > 运算放大器选择指南助您获得上佳的噪声性能(05-100)

运算放大器选择指南助您获得上佳的噪声性能(05-100)

—— 运算放大器选择指南助您获得上佳的噪声性能
作者:凌特公司,Glen Brisebois时间:2009-02-19来源:电子产品世界

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91403.htm

  的低噪声运算产品库不断壮大。这并不是因为噪声的物理性质发生了变化,而是因为正在将低噪声规格与诸如轨至轨操作、停机、低电压和低功率操作等新功能加以组合。运算噪声取决于输入级工作电流、器件类型(双极型或FET)和输入电路。本选择指南旨在帮助您确定基本的噪声折衷方案,并选择与您的应用相适合的最佳运算(无论新款还是老款)。

  电阻器热噪声和运算噪声的量化

  了解噪声折衷方案的关键在于“电阻器具有噪声”这一事实。在室温条件下,一个阻值为R的电阻器具有RMS电压噪声密度(或“点噪声”)为VR=0.13√R的噪声(单位:nV/√Hz)。于是,一个10k电阻器具有13nV/√Hz的噪声,而一个1M电阻器则具有130nV/√Hz的噪声。严格来讲,噪声密度的计算公式为VR=√(4kTR),其中,k为玻尔兹曼常数,T为温度(单位:开氏度)。这种温度相关性说明了为什么有些低噪声电路采取了对电阻器进行过冷处理的方法。注意,相同的电阻器也可被认为具有IR=√(4kT/R)的噪声电流或PR=4kT=16.6×10-21W/Hz=16.6zeptoWatt/Hz的噪声功率密度,这与其阻值R无关。正确的选择简单地说就是看谁在电阻器噪声之上增加的噪声量最小。

  请不要对“/√Hz”这一奇异的单位而感到惊慌。它的出现简单地说就是因为噪声功率会随着带宽的增加(每赫兹)而增加,因此噪声电压将随着带宽平方根的增加(每方根赫兹)而增加。为了利用该规格,只需简单地将其与应用带宽的平方根相乘,便可计算出该带宽之内的合成RMS噪声。以示波器上显示的峰至峰噪声为例,它在99%的时间里将是总RMS噪声的6倍左右(假设是高斯“钟形曲线”噪声)。不要依靠运算去限制带宽。为了获得最佳的,应采用无源或低噪声有源滤波器来限制带宽。

  运算的输入噪声规格通常是以nV/√Hz(用于表示噪声电压)和pA/√Hz或fA/√Hz(用于表示噪声电流)为单位给出的,因此可以直接与电阻器热噪声进行比较。鉴于噪声密度会在低频条件下发生变化这一事实,大多数运算还拟订了一个“0.1Hz至10Hz”或“0.01Hz至1Hz”带宽范围内的典型峰至峰噪声规格。为了实现最佳的超低频率性能,您可以考虑采用像LTCÒ2050或LTC2054这样的零漂移

  噪声源求和运算

  

  图1运算噪声模型。VN和IN为运算噪声源(相关电流噪声未示出)。VR(EQ)为电阻器所产生的电压噪声

  图1示出了一种具有外加噪声源的理想化运算和电阻器。图中还给出了用于计算与输入相关的所有噪声源RMS和(即VN(TOTAL))的公式。出现于输出端上的正是该电压噪声密度与电路的噪声增益(NG=1+R1/R2)相乘的结果。


上一页 1 2 下一页

评论

技术专区

关闭