【集成运算放大器低噪声设计方法】王墨林.pdf

随着科学技术的不断发展,对各类仪器的性能提出了越来越高的要求,尤其对应用在各科学领域中的检测仪器和测试系统的灵敏度提出了更高的要求,希望它们通过传感器能检测出一些微弱的信号.从而在这些被测到的微弱信号中发现被研究对象的新规律和新现象。但在对这些微弱信号放大处理过程中,遇到的共同问题就是电子系统内部的噪声及外来干扰大大地影响了仪器的灵敏度及仪器工作的可靠性,对于外来干扰,可以通过屏蔽的方法加以消除,但对于电子系统内部器件的噪声、是无法消除掉的,只有通过低噪声设计的方法,合理的选取器件的工作条件(如信号频率等)来减小器件对系统贡献的噪声,从而提高电子系统的实际灵敏度。

在测试系统中以计算机为中心处理机,通过CF920频谱分析仪对被测管的噪声电压进行采样,并完成FFT的计算,从而将以往的噪声系数在模拟量下测量转变成了现在的在数字量下测量,提高了测量的准确度。并且由于将被测噪声电压转换成了数字量,所以在低噪声分析软件的支持下,使得低噪声设计变得很方便也很准确.在测量集成运算放大器的噪声时,我们通过在测试电路中改变集成运算放大器源电阻Rs的办法,来分别测量集成运放的等效输入电压噪声源En和等效输入电流噪声源In,这样测量的依据是在集成运算放大器工作在对称 RF 状态时,即平衡电阻R Rs Rs/RF,认为同相端与反 R 相端的噪声源相等,En1=

一般的噪声测量仪器在测等效的输入噪声时,以中频放大倍数 Kg来代替整个频带内的电压增益,虽然采用AGC电路来稳定Ko,但由于受分布参数,电源电压波动等一些因素的影响,很难保证K 在通常内保持不变,并且保持K不变的频率范围也有限。为了克服 K不恒定,给测量结果带来误差这一因数,本系统在测量每只集成运算放大器的噪声谱前,先测量整个测试电路及低噪声前放在内的传递授数K(r),然后按式 S(f) 逐频率点将测得的输出噪声功率谱So(f)换算成等效输入噪声谱 Si(f)。这样就克服了由于K不稳定及频率变化带来的测量误差.4.