放大器的噪声问题(2)

这是一个典型的运放芯片的等效输入噪声功率谱密度曲线，其低频以1/f噪声为主，随频率增加而快速下降，中高频段基本为直线，以白噪声为主，前述讲的电子系统5种噪声：散粒噪声、热噪声都是白噪声，闪烁（变）噪声即1/f噪声，而突发噪声和雪崩噪声在放大器设计里由于芯片工艺的进步，这两类已经很小了，可以不考虑，可见放大器芯片的散粒噪声、热噪声都是白噪声，闪烁（变）噪声即1/f噪声刚好符合上图 的实际测试数据，我们把运放的噪声分为两类：白噪声（包括散粒噪声、热噪声）和1/f噪声，则总噪声为

这是在特定带宽内的噪声功率，计算的关键是求出C和k^2，

而现在我们有的只是运放数据手册上的一张噪声功率谱密度曲线，如何从此曲线上求C和k^2？我们先做一个数字游戏：

(2)^2+( 3 )^2=4+9=13=( **3.6** )^2

(2)^2+( 5 )^2=4+25=29=( **5.39** )^2

(2)^2+( 7 )^2=4+49=53=( **7.28** )^2

(2)^2+( 10 )^2=4+100=104=( **10.2** )^2

(2)^2+( 20 )^2=4+400=404=( **20.01** )^2

大家发现了什么规律？一个大噪声与一个小噪声叠加时，当差别较大时，总的输出就基本等于大噪声，小噪声的影响可以忽略！

那么C如何求？当频率很高时，1/f噪声衰减的已经可以忽略，而白噪声的频谱一直保持常数，所以大家厂家提供的噪声功率谱曲线时，远离低频的密度数值就是C!前图的C在10khz基本上12nv/根号HZ,现在如何求k^2 ?这里介绍一个常用的方法：

先选一个足够低的频率，比如上图的10hz,对应曲线显示130nv/根号Hz,此点的噪声包括了白噪声与1/f噪声，白噪声的C前面已经求得12nv,

现在有了C和k^2,就可以求出设计频率范围内的运放输入噪声的有效值了。

有时我们不直接求k^2,定义一个转折频率fnc: