安徽国贸网站建设,网站开发与运维收费明细,高级私人定制制衣店,昆山哪家做网站好一、前言在#xff08;一#xff09;几种计算运放噪声的方法里#xff0c;只是介绍了1/f噪声、宽带噪声以及电阻热噪声的计算公式#xff0c;并未给出实例讲述如何计算运放的噪声。本来这次就想写具体计算案例的#xff0c;但是感觉还是有理论没说完#xff0c;所以这节还…一、前言在一几种计算运放噪声的方法里只是介绍了1/f噪声、宽带噪声以及电阻热噪声的计算公式并未给出实例讲述如何计算运放的噪声。本来这次就想写具体计算案例的但是感觉还是有理论没说完所以这节还是说理论计算也就是我们按照上一节得到电压噪声、电流噪声、电阻噪声值之后如何对完整的运放电路进行噪声输出计算这节计算内容包含单级运放的噪声输出和多级运放的噪声输出。1运放的噪声模型运放的噪声模型包含三类等效输入电压噪声1个图1中的UN_1运放的输入等效电压噪声在同相输入端等效输入电流噪声2个图1中的IN_1和IN_2电流噪声只有经过外部电阻才能演变成电压噪声否则不会对电路输出噪声产生任何影响在没有特殊标注情况下运放正输入端电流噪声与负输入端噪声电流有效值是一致的可以理解为IN_1IN_2电阻噪声运放输入部分有多少个电阻就有多少个电阻噪声源图1中有4个UN_R1-UN_R4图1 运放电路噪声全模型说完全部的噪声源之后如何对运放的输出噪声做计算呢答案就是对每一个噪声源单独进行噪声输出的计算然后将每一个输出的噪声值实施平方和后开方。写成代数运算就是这样的电压噪声源UN_1的噪声输出为UU电流噪声源IN_1的噪声输出为UI1电流噪声源IN_2的噪声输出为UI2四个电阻噪声源UN_R1-UN_R4的噪声输出为UR1-UR4最终的总输出噪声为2独立噪声源的输出计算这一个小部分是用来讲述如何计算得到上面所说的各噪声源的输出噪声UU、UI1、UI2、UR1-UR4的。还是以图1为例计算方法是计算哪一个噪声源产生的噪声误差就在图1中保留哪一个噪声源让其他噪声源失效电压源短路、电流源开路然后根据运放的基本原理计算输出也就是同相/反相比例运放的计算公式 为了方便我们观看我在下面重新再给出这张图片图2 独立噪声源的输出计算的电路示例图对于正端电压噪声UN_1输出为UUUN_1*(1R4/R3)对于正端电流噪声IN_1输出为UI1IN_1*(R1//R2)*(1R4/R3)对于正端电阻噪声UN_R1输出为UR1UN_R1*R2/(R1R2)*(1R4/R3)对于正端电阻噪声UN_R2输出为UR2UN_R2*R1/(R1R2)*(1R4/R3)对于负端电流噪声IN_2输出为UI2IN_2*R4对于负端电阻噪声UN_R3输出为UR3UN_R3*(-R4/R3)对于负端电阻噪声UN_R4输出为UR4UN_R4(这里的计算都是的同相/反相比例运放的基本公式各部分可以理解为各噪声源单独输入电路时运放的输出如果不理解的话请复习一下哦)此时的总的噪声输出就是上面所有项的平方和了即上面说的二、单级运放噪声计算其实单级运放的噪声计算就是利用上面的方式计算单级运放各噪声源的单独输出最后对输出进行平方求和再开方。不过在这里我们可以对上面的式子进行一个分析我把它做成表格这样更方便观察各独立噪声源对应噪声值正端电压噪声UN_1UN_1正端电流噪声IN_1IN_1*(R1//R2)正端电阻噪声UN_R1UN_R1*R2/(R1R2)正端电阻噪声UN_R2UN_R2*R1/(R1R2)负端电流噪声IN_2IN_2负端电阻噪声UN_R3UN_R3负端电阻噪声UN_R4UN_R4我们可以看到正端引入的噪声增益均为同相比例运放的增益对于负端的电流噪声增益为负端电阻R3的噪声增益为负端电阻R4的噪声增益为1对于负端引入的电阻噪声和电流噪声我们也可以把它的增益换成在这里只需要计算它的等效电阻即可。为了把噪声增益都统一成我们对这后三项进行详细计算先计算后两项电阻的噪声根据前面的知识电阻噪声那么(负端)电阻噪声UN_R3可以写成(负端)电阻噪声UN_R4可以写成他俩的平方和为进一步可以写成开方之后可以写成等效电阻就是R4//R3也就是所以负端的电阻噪声可以建立成等效电阻的模型即负端电阻噪声为等效电阻的噪声*同相比例运放的增益。然后现在计算负端电流的噪声IN_2*R4IN_2所以负端的电流噪声也可以建立成电流与等效电阻的模型即负端电流噪声为电流噪声*等效电阻*同相比例运放的增益。这样一来所有的噪声增益就都为同相比例运放的增益了。三、多级运放噪声计算为了方便多级放大电路的噪声求解要定义一个新的参数即电路的等效噪声输入定义式为这里A是电路的电压增益不是噪声增益我理解为这个模型是想简单的把总的噪声输出当成一个噪声源的放大。图3 多级放大器噪声输出计算示例图进行多级放大器噪声输出时我们是需要计算每一个单级放大器的噪声输出的在这里每一级的运放都会有一个自己的噪声带宽也就是图3上面那个图中的fb1、fb2、fb3、fb4在这里选择最小的一个噪声带宽作为整个多级放大器的噪声带宽这是一个重要前提。接下来我们说如何计算多级放大器的噪声输出对每一个单元图3中蓝色方框为一个单元计算出1本级通带内电压增益2本级电路等效输入噪声3前一级的输出噪声对于第一级前一级的输出噪声为0本级累加了前一级输出噪声后本级的噪声总输出计算过程为1本级的实际输入噪声 sqr [(前一级的输出噪声)^2 (本级电路等效输入噪声)^2]2本级的噪声总输出 本级的实际输入噪声 * 本级通带内电压增益3从第一级开始逐步往后计算最终即可得到整个多级放大器的噪声输出。看文字和图片可能有点不好理解我举个例子吧假如是两级运放我们计算得到第一级输出噪声为第二级的电压增益为第二级的噪声输出为第二级的电路等效输入噪声那么1累加第一级的输出噪声后第二级的实际输入噪声就是2第二级的噪声总输出 *3只有两级所以算到这里就结束了整个多级放大器的噪声输出就是2中的结果*加粗部分是对应上面计算过程步骤中的123理解这个例子之后可以再返回去看图3下面那张多级运放的计算框图就比较好看懂了。好了本节关于单级运放和多级运放完整的噪声分析过程就是这样。后面我会更新具体电路案例以及对应的LTSPICE噪声仿真有问题请留言我会认真看。参考《你好放大器》《放大器噪声系数计算》TI官方资料