如何測量低固定增益差分放大器的噪聲

　　由隨機(jī)小電壓構(gòu)成的噪聲可能很難測量，實(shí)驗(yàn)室儀器本身的噪聲使測量問題進(jìn)一步復(fù)雜化。測量噪聲時(shí)，常常要使用專門的技術(shù)。例如，放大器通常配置為高閉環(huán)增益，以使放大輸入噪聲便于測量。但是，低固定增益差分放大器的噪聲測量面臨著更大的問題，它集成反饋和增益電阻，不方便使用高增益配置。此外，為了與頻譜分析儀接口，需要進(jìn)行差分單端轉(zhuǎn)換。第二級放大器可以提供增益并執(zhí)行差分單端轉(zhuǎn)換，巧妙地解決上述兩個(gè)問題。

　　圖1顯示可選增益(1、2或3)

　　圖1. 利用低噪聲、低失真運(yùn)算放大器A D8099測量可選增益差分放大器ADA4950-1的噪聲

　　AD8099的輸出電壓為：

(1)

　　當(dāng)輸入接地時(shí)，測得的AD8099噪聲貢獻(xiàn)視為測量系統(tǒng)的噪底，然后測量包括ADA4950-1的總輸出噪聲，ADA4950-1的噪聲即為RSS(和的平方根)方法，用總噪聲減去AD8099的噪聲貢獻(xiàn)。如式2所示;其中Vn1為ADA4950-1的輸出噪聲，Vn2為AD8099的輸出噪聲。

　　總輸出噪聲為：

(2)

　　為了精確測量系統(tǒng)噪聲，還采用了其它幾項(xiàng)技術(shù)：

　　測量AD8099的噪聲時(shí)，其輸入通過SMA連接器接地，SMA連接器的芯線對連接器的接地引腳短路。此外，SMA連接器焊在一起，直接在連接器上形成共用接地連接，而不是通過電路板。

　　AD8099和ADA4950-1使用模擬控制電源。與數(shù)字控制電源相比，模擬控制電源能更好地抑制60Hz電力線耦合的噪聲和諧波。

　　所有鄰近儀器均關(guān)閉，除非測量需要使用。這可以最大程度減少由這些儀器控制器數(shù)字電路而產(chǎn)生的振蕩，這些振蕩可以通過空氣耦合至放大器。出于同樣的原因，使用4英尺電纜將電路板連接到頻譜分析儀，頻譜分析儀會拾取顯示器的刷新頻率，從而影響AD8099的輸出。

　　為使AD8099的噪聲貢獻(xiàn)較小，使用低值電阻(RF = 250 ; RG = 25 )配置其增益。較低的值會引起AD8099振蕩。當(dāng)用短電纜將ADA4950-1與AD8099相連時(shí)，在250 MHz時(shí)可觀察到振蕩。當(dāng)使用1英尺電纜時(shí)，振蕩消失。

　　AD8099本身的噪聲貢獻(xiàn)非常小：

(3)