噪音放大器原理及基礎知識問答
圖6 放大器前端
第二個竅門是注意源阻抗。這樣做有兩個原因:第一,源阻抗越大,則系統(tǒng)噪聲越大;第二,放大器必須與源阻抗匹配良好,如果源阻抗較高,電流噪聲噪聲特性可能比電壓噪聲特性更重要。
第三個竅門是要注意反饋電阻,如果選擇超低噪聲運算放大器,卻使用很大的反饋電阻,則不可能實現(xiàn)低噪聲電路,在同相(圖7)或反相配置中,注意反饋電阻相當于折合到輸出端的噪聲源。而其他電阻則相當于輸入端的電壓源,更準確的說,是反相配置輸入端的電壓源。前文已經(jīng)談到,設計低噪聲系統(tǒng)時,第一級應用有高增益,這種情況下Rg噪聲占主導地位。
圖7 同相運算放大器的噪聲模型
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問答選編
問: 放大器的內部噪音如何進行精確測量?它和哪些因素有關?在測試時需要注意那些問題?
答:對于放大器的噪聲的測量,一般來講就是把放大器的輸入接0,輸出經(jīng)過一個低通濾波器,然后用高精度的ADC來采樣做FFT,或者用示波器看輸出的情況。
問:在判斷放大器的性能時,主要應參考哪兒個噪聲參數(shù)呢?
答:要考慮傳感器、電阻、放大器和ADC的各個噪音參數(shù)。
問:用運放設計放大器時,如何估算其輸入輸出阻抗?
答:通常,對于運放器件,我們認為其輸入阻抗無窮大,輸出阻抗為0(可以參考具體型號的數(shù)據(jù)手冊來查詢具體的數(shù)值)。所以電路的輸入輸出阻抗可以基于這個條件來計算。
問:如何降低器件的內部噪聲以及削弱外部噪聲?
答:器件的內部噪聲改變不了,可以通過選擇外部的帶寬來限制外部的噪聲。
問:LC電路濾波與運算放大器電路濾波各有什么特點,各用在哪些場合?
答: LC濾波簡單,但是濾波的效果不如有源的那么理想。而且有源濾波可以對信號同時進行放大,而無源的做不到這點。
問:ADC的量化噪音如何考慮?
答:量化噪聲是理論上存在的,是無法去除的,這也是理論信噪比6.02N+1.76的來源。
問:如何測量噪聲才最準確,不會引入測量噪聲呢?
答:如果想得到最準確的噪音,要利用均方根值測量方法。這樣的方法會將所有的噪音都計算在內,但是缺點是測量時間較長,數(shù)據(jù)量大。
問:如何通過單點接地或者多點接地來消除噪聲,它們有什么區(qū)別?
答:單點接地指的是只在芯片電源腳處將地接在一塊,這是為了防止數(shù)字電源的地回流影響模擬電路的地,也會用在模擬數(shù)字芯片在一塊板子上的情況下,因為兩個地必須最終連在一起,所以一般選在模擬和數(shù)字地的交界處。多點接地指的是芯片的接地腳應采用就近接地,不需要引很長的線再接到地上。
問:A/D轉換器的模擬地和數(shù)字地如何分割才能更好的降低噪聲?
答:關于模擬地與數(shù)字地是否需要分割的問題,業(yè)界沒有定論。有的就是一個地平面,有的則分為兩個區(qū)域在ADC下面用短線連接,方法多樣。要注意模擬和數(shù)字部分器件盡量分開,保持一定距離,模擬信號和數(shù)字信號不要交叉走線,電源的濾波電容要盡量靠近芯片。本文引用地址:http://2s4d.com/article/185985.htm
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