运放的噪声特性和放大电路的噪声分析
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町
以分为下面Ｎ娄噪声嘏
ｌ ２
电堆性噪声把噪声源折算成输凡噪声电版 电流性噪牟：把噪声潭折算成输＾噪声电流 由丁电谶性噪声占
昕ＨＨ蚤着¨＆十
二、噪声频谱密度换算成有效值的方法
囤Ｉ是运算放大器噪出颠谱密度特性曲线的一十例 干噪声丹成敲耗Ｍ和ｌ／ｆｉｌｌ峨千ｌｚ域ｌＨ噪声“最低翱率
庄音瓢府崩中除了特殊情况外 总峨一的比州一般都ｍ常小Ｉ Ｔｆ以忽略
器构成同棚放大应＊撤大具有定增盎的放大器时就
大器刘信号进行放大的Ｈ时对输入端输入的噪声同样罂 进行放大所咀艘大器存在噪声增益ｃｎ、 没输ｍ嵘声电腰为Ｅ…噪声增益为Ｃｎ折换到输＾ 端的噪声电压为ｖ儿＇它们一者之间存在Ｆ式的关系：
Ｆ．爿：ｎ・Ｖ“
为ＩＯＯｄＢＨ．Ｉ『的噪卉电压容许值２０ｐ．Ｖ腓杠蜊＝１２０ｄＢｔ￥佯
声电平打１．ＳｄＢ节２ｔ１８左右的差
（；螺１＋（Ｒ嘏；），时噪声析言噪声增益ｃｎ瞄样等十ｌ＋（Ｒｏ／
Ｒｉ）．电就是说托同相放大器豹场音信号增益和噪声增 益足棵同的位。用此输出噪卢屯匿Ｅｎｏ同样可以用Ｅｎ悼
Ｅｎ ｖｎ束计算
异也就屉随如果使用Ａ酵渡 器测得的信噪比为】１０ｒｉｂ的话 不使用＾滤波器测得的信噪比为
ｌ，觫；ｉｎ晰有蛙值换算
１，衅声的场台．图１的曲线上最低频率Ｒ（１０Ｈｚ）的
噪声为Ｎ。＝２２ｎｖ／、伍．曲线的辫串为一１０ｄＰ，／ｄｅｃ．ｋ＝
Ｉ
ｋｌｌｚ，Ｉ牌声的有效值（１０Ｈｚ－ＪｋＨｚ）Ｎ阿用下式求得。
ＮＩ：～劂：忻丽Ｆ＝６３２ｎｖ一
三．简化的噪声计算方法
由上面例子的计算站槊可以看出 总噪声电Ⅲ的有
恻一班鲁ｍ讧等
＝２２、／４．ｅ０５ｊ４７ｎｖｎ∞ ２傲拉噪，ＩＮｓ的有蛙值换算 在拐点颡率斑以上的散粒噪声的区城内姊声的频率 密度都是相同的．以拐点频率ｋ灶的噪卢颊谱密成Ｎ，为基 准，从ｆｅ至频带上限频率ｆｍ问的嗡声有效值Ｎｓ・４以州Ｆ式 计算。
ＮＦＮ ２Ｖｆ－－Ｃ
效值Ｎ内散粒噪声电压的有效值Ｎ￥几乎相等建说明对于 运算放大器来说．噪声主要受敢较噪声支配．１，峰声对总
即ｃＦＨｔ非Ｉ．但培噪声增益ｃｎ＝Ｉ＋ｆＲｏ限１１ 框嘲２的电路嘲中同时画ｍ了电压噤声ｖｎ和电瀛噪声 Ｉｎ．通常山于电涟噪声非常小可以患略不计所以反相放
六．Ａ加权滤波器
ｆｉ！ＣＤ／Ｉ）ＶＤ插放机和多种旨频设备的说嘴＃中邢会 看到在信噪比的规定条件ｒ１１会记连有Ａ滤浊器Ａ加权 ＪＩＳ一＾、ＩＨＩ＂一＾等文字这是舟产业抖的标准中 在测蜮
大级的辅ｍ㈣ｔＪ７ｌＡｘ２＝１４２
噪此３，２０１０９
８ｕｖ ｆ第＝级运算放大器的
折算到输入端的嫌声很小忽略不计）．所以辅出信号的信
ｆ２００００唰１４２８）＝８２．９ｄＢ
浚电路的特点是可ｍ适用范围于输出脱机比较高的 信号探．输出信号的相位目输人信廿相反。
第氇撤大器的输ｍ噪声为７０７ｎＶ×５６＝３９．６ｐＶ，
１ｎ、
八、两级放大的放大电路 举例（２）
Ⅲ６ Ｍａ女＾∞＃＾自镕￥＊２
图６的放大电路与罔５的放大 电路部是出两级放＾器组成．其
特性通常会规定有Ａ加权时的参戢和蹬有Ａ加权时的参数 以满足不弼扁用场合的需要．
有相同的总增益（２∞倍）。但是在围６的电路中．第一级 放大器与罔５不同是礴棚放大器可以应用于要求放大器 输人阻抗高的场合．输人甄抗由运算放人器同相精＾端 与地之闻所接的电阻决定在图６豹放大电路中为１０ｋｎ。 由于第二级放大器是反相放大器所以该蔽大电路 的输出信号与输＾信号的捌位是相反的。第一级放走器 的增益为ｌ＋（１０ｘｌＯ’ｌ１００）＝１０１倍，第二级的增箍为３６０／ １８０－－２倍总增益为２０２倍，使用的运算放大器同群是 ５５３２．Ｆ面与幽５的电路一样汁算放大电路的输出噪声． 折算到运算放大器辅＾＿｛ｉ｝的噪声同样为７０７ｎＶ第一级放 大级的辕出噪声为７０７ｘ１０１－－７１４０７ｎｖ＝７１．４“Ｖ．第二缀放
由网５的电路囝口Ｉ知整个放大电路由两缓反相放大 器组成．把ＩＯｍＶＦＳＲＩ拘情号放大∞Ｊ２ＶＦＳＲ输出 总增益 Ｃ＝２ＶＩ］ＯｍＶ＝２００倍，被太电路的输＾阻抗为６００ｎ．输出 信号的相位和辅＾信号是丽相的。 巾于第一缎的增益柯第二毁的增益奂定了总的输ｍ 噪声的大小．通过设定第一缓和第■缎的增益可以改变 总的输出噪声所以必须让增益的分配做到最性，在隔５ 的电路中．第一级放大器ｍ增益为５５倍（３３ｋ，６００）． 噪声增益为５６倍．第＝级的增益为３．７３倍（８２ｗ ２２０）．噪声增为４ ７３倍．总增益为５５ｘ３ ７３＝２０５１５情。
大器的输出噪声电压Ｅｎ面ｎ ｖｎ，由此可知ＥｍＩｄ新ｖｎ的
计算式足忽略辅＾端电漉蝶卢的影响后的耐便的Ｌｌ算公 式 圉３显一十由运算艘大器构成的同榭放大器此时的 Ｅｎｏ卫如何Ｉｆ霄呢。对于删相放大器米说 信号的增益
信噪比时所使川的一种带通滤渡器的怀准这种滤波器
具有听觉拨正的Ａ特性
噪声作为声音的背景人耳埘１００Ｈｚ眦下的ｌ，愀声和
该噪声电压经第＝级放人后输出的噪声电压为
３９．６ｐ．Ｖｘ３：１３＝１４７
７ｐ．Ｖ。兄一打面第二级放大器折
算到精人端的噪声经放大缝放大后辖出的噪卢电压
：ｋ３７０７ｎＶｘ４ ７３＝３ ３４“ｖ因此总的输出噪声电压为
、／订而了广军１Ｉ豇ｒ＝１４７７３ｌＬＶ，南此可知．此时
第一级的噪声起主型作坩，也就是说，总的噪声基 奉Ｌ由第一缎放＾器的输＾端折算噪声和该级的噪
』
＾
ｈ串２ｖ胁基准
吨早ａｎｖｍ＿
ｂ平２００ｐｖｒ啊 §平６３．２ｐｖｌ曲 电平２０“ｖｆｍ Ｅ平ｔ３２ｔｕｖｌ＿
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Ｂ早Ｉ １２Ｉｔｖｒ阱
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２Ⅸ
Ｂ平ｏ．６４ｐｖ胁
１１４＾ｔｔ■∞■●＊ｔ
万方数据 ＜：）￥◇女用影ｆ拄￥
ＩＯｋＨｚ“上的散椅噪声不丘敏感所“利尉频率特性与人 埠听觉相蚴台的滤波器选刮与人耳的听觉一致柏“的 图４足＾加杈滤波器的频率特性曲线该滤波特性在１（３０１ｔｚ 趾有约２０ｒｉｂ的鞋碱柱２０ｋＨｚ址省约ＩＯｄＢ的衰减，翻如时 于２０ｋＨｚ带宽的音频信号的嵘声特性来说．在测量耐使用 戒不使ｆＨ＾滤波器测量得到的噪
的超低噪声特性时噪声电压的容许伉Ｂ２９ｖｎｎｓ． 对于艘的音颠用运算放大器来说要宴鹿１００ｄＢ的 信噪比并不邪／ｚ，附碓．ｎ是想篮宴观｛２１ＪｄＢ的信噪陀就必 ｇｌ选掸具有赳低噪声特性的运算故太器，
ｍ罔２的山运算放太器扮成舯匣相放凡器为侧加阻说
州反相放大器的信号增监ｃｓ足…ｉｏｌｌｌＦ［ｉ曲比位决定的
＜）翻◇实月船音拄术
万方数据
九、差动（平衡１放大电路的电阻噪声
心７是川运算放大器掏成的差动（芈衡）救大电路 下而考察电路ｔｐ的电阻对噪声的影响程度谆放大电路是 处理线路ｆａｑ电平的电路井具有差动信号输＾的特点
Ｅｏ＝ｌｏ ＲＦ
另
方面．变换放大也路的输ｍ端的总噪声々折算
到运算就太器输＾端的噪声电鹾ｖｎ和折算到辅人端帅噪 声电流Ｉｎ有关另外．信号源齄电流源 般认为电流谭
七、两级放大的放大电路举例门ｌ
Ｐ：１５是十ｍ两级故大器组成的放大电路所使用的 运算放大器是最为普及的低噪声运算放大器５５３２ ｆ日运
放）．其折算到输＾端的噪声频谱密度为５ｎｖ，、／矶。当围
５的放大电路的带宽为２０ｋＨｚ时把噪声频谱懈崖换算成
２０ｋＨｚ带宽的噪声电压有效惶为５ｎｖ・、／丽丽＝７０７ｎｖｎⅢ。
娃的噪声顿僻密度Ｎ为１０ｎＶ＾／№音颈带宽Ｂｗ蹬）自２０ｋＦｌｚ
的话噪声电压的打妓值Ｎ帅ｓ为
Ｎｍｌｓ＝ＮＶ‰＝１０Ｖ２０ｘ１０１＝１．４１４ ｆ｛ｘＶｎｎｓｌ
坦值襻注意舯屉由信号豫的内阻融和电流噪声１１吨 样会Ｊ“生电压噪声存情呼源内阻小的场台耐丈际的电路 儿子小会产乍１ｔ么影响世是岩信号源内阻太副ＩＯｋｌｌ． ＩＭｎ的程度时蟛响有时就会显露出束此时的输ｍ噪
岛＝瓜而丙丽
Ⅲ３
噪声输出Ｅｎ０ 如＝√（品％）斗（＾刚２
１１１８１■★●■∞ｔｉｅ自■■ｔⅡ６Ｍ
域．分别用下面的方法换算戚有艘值．髂后冉朋两个有敢 值的平方和开平方根的方法求出总噪卢。
ｌ
以Ｎ越２、／Ｔ６ｉ面＝２．２＂一甄Ｔ６ｓ
－－－６３０ｎＶ珊ｓ ３运算放大嚣曲总囔；ＩＮｔ 运算放器的总噪声ＮＩ可用下式求得。
噪声的影响福小．在计算时却使忽略掉对计算结粜也影响
很小．
所以可以将噪声电压有嫂艟的计算过程加吼简化。 如果直接把拐点频率ｆｅ＝ｌｋＨｚ处的嚎声频齿密度Ｎ，在频率 范围内进行有效值的变换的话．得到的结果与实际舳噪声
在困Ｉ中Ｎ；２２ｎｖ，、俪ｆｒ—ＩｋＨ
ｆ＝Ｉ（＇ＡｌＯｋＦＩｚ所
电压有效值几乎是相同的。酬如往数据表中给出豹Ｉ ｋＨ￡
开蛤“ｌ制卧ｌｃｃ的斜率下降迪址作崮叮“求耨１删声曲
线和散粒噪声曲线的交点（拐点频丰ｋ）．把小于ｋ的区域 税为１＾噪声帕区城把太丁＾的区域税却般粒雌声的噬
屯Ｍ性噪声即ｌ”在实际ｎ０运并放大器的数姑裘ｔ卜有的 也其墁定，电压噤声的摩敏作为电压性噪声的参数在数
万方数据
输出噪声Ｅｎｏ
∞２＆＊ｔ＾ｔ＊自●自ｌｌｔＪｌｌ‘ｌＥｎｏ
的内阻为无舅大井没有异体的阻俺的溉念假是在计算 噪声培益时ｚ少不ｒ耍用到等价的信号源内阻Ｉ皓。电路
所“ｎｒｕ应Ⅲ于电流输出型差动叭变换器之类电路中、
噪声颧谱密度ＪⅢ常以ｎＹⅣＨｚ为单位定义为单位频 率的噪声崭度。辐成运算放太器存档的噪声分ｌ，牌声和敬
牲啭声两种．剜种噪声的特点和频率也各不相同通常分 刹对两种噪声所在频毕区域的噪声密度进行规定
在变换
成噪声的打破值（ｍ＊｝时必觚指症其津的额卓越咐 ｉＤ２０Ｈｚ。２０ｋＨｚ．总的噪小培ｌＨ噪声和敞粒咩声的综合
唰
在缭Ⅱ；嵘声有效伉时．在数蚶袅中部会跗加有顿率 范附！￡拧滤池荣件所“在佳用数据表中规定的噪一有 敬恤时必需确认丝算坡凡器的额率应川范ｌ目ｃ＊者滤波 器的特性楚卉与表巾的附加条件扣符，荣件水同时相互 之问不能简啦地进行｝Ｅ较
一．噪声特性
运算放凡器的噪声特性是Ⅲ折算到箍＾端的噪声 （枉辚＾端存在有 个碟声源的荨破电路｝米规定的
露霜鳃圆
运放的噪声特性和放大电路的噪声分析
口张达
运算放大器集成电路是存模拟电路巾包括音频成 川电路在内应川罐为广泛、昔皿度很高的艘大器件。山于 它具有使用方诬窖易购买 电路元仆少电路设计难度 小容舄制作电路性能岛等诸多忧点罐受者响发烧友的 喜爱，但是张们在产品ｆ十查拽到的仪但是集成运算放大 器的数据表对于韧学者束说．正确地理孵集成运算放大 器的数据表的各项毒数和性能金存在一定的嘲难．为此特 意ｍ连载的方式时熊或运算放大器的几项巫要垂教进｛ｒ 较为详绑地介绍井结台且体电路加以说明黼后还将介 绍几种齿颧领域中应川展为普避封搬成运算放大器及应 用电路举例，本埘首先舟绍运算肚大器的噪声特忡并时 县体的电路的进行煤声丹折 据表巾有两种表示方法一种是噪声频谱密度．另种足 噪声有效值 捉１是集成量并放＾器噪声参数的袁Ⅲ打迭 的倒丁庄媛表中对噪声频讲密度和噪声有敛电压部同 时惜ｒ舰宅。世是对】。・些小“对音频应用的型号米通 卉的并小胤定噪声有效值只精出噤声频谱督度，
这种计算方法是最为简单且宴用的噪声电爪有效值 的计算方法，因此’开到运算放大器数据表（说峨书）中 的噪声特性时就可以夫体上判断出该运算放＾器宴际的 噪声程度
声电ＮＥｎｏ可“ⅢＥ。－、呵０ｉ覃鬲１Ｆ可ｉ酽的公式米
信号谭的内阻做ｒ具体的规定，
计算所以在有些运算艘人器的参数击中．噪声特性还埘
四、放大器的输出噪声电平
上面所讲述的运算放大器的嘬声足指折算到输＾端 的噪声．搏放大器设想为不会产牛噪声的理想故大器枉 片输｝１ｉ端存枉打－十噪Ａ源。存宴际痘Ⅲ时．川运尊放大
五、目标信噪比特性的噪声电平
襄２足翎对干基准信号电甲Ｉｖ ｒ『１１ｓ和２ｖｍｓ ｆ一般的线 路墙出电平）在选到一宅的信噪比（ｓｘＲ）时．信噪比号 噪声电鹱有效值之间的对应咒系、由表巾的散伍可知．希 望得到的信噪比的敫值不．铆如“２ｖ硎＾的信号为倒信噪比
ｌＯＭＢ一１０８ ５ｄ Ｆ￥，’热利用＾
滤渡器妊町ｕ进一步滤陈５０ｌｂ 的电源交流声 所“诈数据丧中的精噪比
万方数据
２０Ⅲ４＊１１期
６３
声增益决定。 通过计算可以算出该放大电 路输ｉｌｌ信号的信噪比为８２ 对于信号来说
６ｄＢ．
具有２００侪足够
ｒ。整个艘太电路的插＾阻抗由 第一缎放大器的输＾阻抗 （６００ｆ１）央定所以｛信号诼的 内阻为６ＣＯｉｌ时辅人到放大电路 的情号电平为信号源输出电平妁
以分为下面Ｎ娄噪声嘏
ｌ ２
电堆性噪声把噪声源折算成输凡噪声电版 电流性噪牟：把噪声潭折算成输＾噪声电流 由丁电谶性噪声占
昕ＨＨ蚤着¨＆十
二、噪声频谱密度换算成有效值的方法
囤Ｉ是运算放大器噪出颠谱密度特性曲线的一十例 干噪声丹成敲耗Ｍ和ｌ／ｆｉｌｌ峨千ｌｚ域ｌＨ噪声“最低翱率
庄音瓢府崩中除了特殊情况外 总峨一的比州一般都ｍ常小Ｉ Ｔｆ以忽略
器构成同棚放大应＊撤大具有定增盎的放大器时就
大器刘信号进行放大的Ｈ时对输入端输入的噪声同样罂 进行放大所咀艘大器存在噪声增益ｃｎ、 没输ｍ嵘声电腰为Ｅ…噪声增益为Ｃｎ折换到输＾ 端的噪声电压为ｖ儿＇它们一者之间存在Ｆ式的关系：
Ｆ．爿：ｎ・Ｖ“
为ＩＯＯｄＢＨ．Ｉ『的噪卉电压容许值２０ｐ．Ｖ腓杠蜊＝１２０ｄＢｔ￥佯
声电平打１．ＳｄＢ节２ｔ１８左右的差
（；螺１＋（Ｒ嘏；），时噪声析言噪声增益ｃｎ瞄样等十ｌ＋（Ｒｏ／
Ｒｉ）．电就是说托同相放大器豹场音信号增益和噪声增 益足棵同的位。用此输出噪卢屯匿Ｅｎｏ同样可以用Ｅｎ悼
Ｅｎ ｖｎ束计算
异也就屉随如果使用Ａ酵渡 器测得的信噪比为】１０ｒｉｂ的话 不使用＾滤波器测得的信噪比为
ｌ，觫；ｉｎ晰有蛙值换算
１，衅声的场台．图１的曲线上最低频率Ｒ（１０Ｈｚ）的
噪声为Ｎ。＝２２ｎｖ／、伍．曲线的辫串为一１０ｄＰ，／ｄｅｃ．ｋ＝
Ｉ
ｋｌｌｚ，Ｉ牌声的有效值（１０Ｈｚ－ＪｋＨｚ）Ｎ阿用下式求得。
ＮＩ：～劂：忻丽Ｆ＝６３２ｎｖ一
三．简化的噪声计算方法
由上面例子的计算站槊可以看出 总噪声电Ⅲ的有
恻一班鲁ｍ讧等
＝２２、／４．ｅ０５ｊ４７ｎｖｎ∞ ２傲拉噪，ＩＮｓ的有蛙值换算 在拐点颡率斑以上的散粒噪声的区城内姊声的频率 密度都是相同的．以拐点频率ｋ灶的噪卢颊谱密成Ｎ，为基 准，从ｆｅ至频带上限频率ｆｍ问的嗡声有效值Ｎｓ・４以州Ｆ式 计算。
ＮＦＮ ２Ｖｆ－－Ｃ
效值Ｎ内散粒噪声电压的有效值Ｎ￥几乎相等建说明对于 运算放大器来说．噪声主要受敢较噪声支配．１，峰声对总
即ｃＦＨｔ非Ｉ．但培噪声增益ｃｎ＝Ｉ＋ｆＲｏ限１１ 框嘲２的电路嘲中同时画ｍ了电压噤声ｖｎ和电瀛噪声 Ｉｎ．通常山于电涟噪声非常小可以患略不计所以反相放
六．Ａ加权滤波器
ｆｉ！ＣＤ／Ｉ）ＶＤ插放机和多种旨频设备的说嘴＃中邢会 看到在信噪比的规定条件ｒ１１会记连有Ａ滤浊器Ａ加权 ＪＩＳ一＾、ＩＨＩ＂一＾等文字这是舟产业抖的标准中 在测蜮
大级的辅ｍ㈣ｔＪ７ｌＡｘ２＝１４２
噪此３，２０１０９
８ｕｖ ｆ第＝级运算放大器的
折算到输入端的嫌声很小忽略不计）．所以辅出信号的信
ｆ２００００唰１４２８）＝８２．９ｄＢ
浚电路的特点是可ｍ适用范围于输出脱机比较高的 信号探．输出信号的相位目输人信廿相反。
第氇撤大器的输ｍ噪声为７０７ｎＶ×５６＝３９．６ｐＶ，
１ｎ、
八、两级放大的放大电路 举例（２）
Ⅲ６ Ｍａ女＾∞＃＾自镕￥＊２
图６的放大电路与罔５的放大 电路部是出两级放＾器组成．其
特性通常会规定有Ａ加权时的参戢和蹬有Ａ加权时的参数 以满足不弼扁用场合的需要．
有相同的总增益（２∞倍）。但是在围６的电路中．第一级 放大器与罔５不同是礴棚放大器可以应用于要求放大器 输人阻抗高的场合．输人甄抗由运算放人器同相精＾端 与地之闻所接的电阻决定在图６豹放大电路中为１０ｋｎ。 由于第二级放大器是反相放大器所以该蔽大电路 的输出信号与输＾信号的捌位是相反的。第一级放走器 的增益为ｌ＋（１０ｘｌＯ’ｌ１００）＝１０１倍，第二级的增箍为３６０／ １８０－－２倍总增益为２０２倍，使用的运算放大器同群是 ５５３２．Ｆ面与幽５的电路一样汁算放大电路的输出噪声． 折算到运算放大器辅＾＿｛ｉ｝的噪声同样为７０７ｎＶ第一级放 大级的辕出噪声为７０７ｘ１０１－－７１４０７ｎｖ＝７１．４“Ｖ．第二缀放
由网５的电路囝口Ｉ知整个放大电路由两缓反相放大 器组成．把ＩＯｍＶＦＳＲＩ拘情号放大∞Ｊ２ＶＦＳＲ输出 总增益 Ｃ＝２ＶＩ］ＯｍＶ＝２００倍，被太电路的输＾阻抗为６００ｎ．输出 信号的相位和辅＾信号是丽相的。 巾于第一缎的增益柯第二毁的增益奂定了总的输ｍ 噪声的大小．通过设定第一缓和第■缎的增益可以改变 总的输出噪声所以必须让增益的分配做到最性，在隔５ 的电路中．第一级放大器ｍ增益为５５倍（３３ｋ，６００）． 噪声增益为５６倍．第＝级的增益为３．７３倍（８２ｗ ２２０）．噪声增为４ ７３倍．总增益为５５ｘ３ ７３＝２０５１５情。
大器的输出噪声电压Ｅｎ面ｎ ｖｎ，由此可知ＥｍＩｄ新ｖｎ的
计算式足忽略辅＾端电漉蝶卢的影响后的耐便的Ｌｌ算公 式 圉３显一十由运算艘大器构成的同榭放大器此时的 Ｅｎｏ卫如何Ｉｆ霄呢。对于删相放大器米说 信号的增益
信噪比时所使川的一种带通滤渡器的怀准这种滤波器
具有听觉拨正的Ａ特性
噪声作为声音的背景人耳埘１００Ｈｚ眦下的ｌ，愀声和
该噪声电压经第＝级放人后输出的噪声电压为
３９．６ｐ．Ｖｘ３：１３＝１４７
７ｐ．Ｖ。兄一打面第二级放大器折
算到精人端的噪声经放大缝放大后辖出的噪卢电压
：ｋ３７０７ｎＶｘ４ ７３＝３ ３４“ｖ因此总的输出噪声电压为
、／订而了广军１Ｉ豇ｒ＝１４７７３ｌＬＶ，南此可知．此时
第一级的噪声起主型作坩，也就是说，总的噪声基 奉Ｌ由第一缎放＾器的输＾端折算噪声和该级的噪
』
＾
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吨早ａｎｖｍ＿
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一，０
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２Ⅸ
Ｂ平ｏ．６４ｐｖ胁
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ＩＯｋＨｚ“上的散椅噪声不丘敏感所“利尉频率特性与人 埠听觉相蚴台的滤波器选刮与人耳的听觉一致柏“的 图４足＾加杈滤波器的频率特性曲线该滤波特性在１（３０１ｔｚ 趾有约２０ｒｉｂ的鞋碱柱２０ｋＨｚ址省约ＩＯｄＢ的衰减，翻如时 于２０ｋＨｚ带宽的音频信号的嵘声特性来说．在测量耐使用 戒不使ｆＨ＾滤波器测量得到的噪
的超低噪声特性时噪声电压的容许伉Ｂ２９ｖｎｎｓ． 对于艘的音颠用运算放大器来说要宴鹿１００ｄＢ的 信噪比并不邪／ｚ，附碓．ｎ是想篮宴观｛２１ＪｄＢ的信噪陀就必 ｇｌ选掸具有赳低噪声特性的运算故太器，
ｍ罔２的山运算放太器扮成舯匣相放凡器为侧加阻说
州反相放大器的信号增监ｃｓ足…ｉｏｌｌｌＦ［ｉ曲比位决定的
＜）翻◇实月船音拄术
万方数据
九、差动（平衡１放大电路的电阻噪声
心７是川运算放大器掏成的差动（芈衡）救大电路 下而考察电路ｔｐ的电阻对噪声的影响程度谆放大电路是 处理线路ｆａｑ电平的电路井具有差动信号输＾的特点
Ｅｏ＝ｌｏ ＲＦ
另
方面．变换放大也路的输ｍ端的总噪声々折算
到运算就太器输＾端的噪声电鹾ｖｎ和折算到辅人端帅噪 声电流Ｉｎ有关另外．信号源齄电流源 般认为电流谭
七、两级放大的放大电路举例门ｌ
Ｐ：１５是十ｍ两级故大器组成的放大电路所使用的 运算放大器是最为普及的低噪声运算放大器５５３２ ｆ日运
放）．其折算到输＾端的噪声频谱密度为５ｎｖ，、／矶。当围
５的放大电路的带宽为２０ｋＨｚ时把噪声频谱懈崖换算成
２０ｋＨｚ带宽的噪声电压有效惶为５ｎｖ・、／丽丽＝７０７ｎｖｎⅢ。
娃的噪声顿僻密度Ｎ为１０ｎＶ＾／№音颈带宽Ｂｗ蹬）自２０ｋＦｌｚ
的话噪声电压的打妓值Ｎ帅ｓ为
Ｎｍｌｓ＝ＮＶ‰＝１０Ｖ２０ｘ１０１＝１．４１４ ｆ｛ｘＶｎｎｓｌ
坦值襻注意舯屉由信号豫的内阻融和电流噪声１１吨 样会Ｊ“生电压噪声存情呼源内阻小的场台耐丈际的电路 儿子小会产乍１ｔ么影响世是岩信号源内阻太副ＩＯｋｌｌ． ＩＭｎ的程度时蟛响有时就会显露出束此时的输ｍ噪
岛＝瓜而丙丽
Ⅲ３
噪声输出Ｅｎ０ 如＝√（品％）斗（＾刚２
１１１８１■★●■∞ｔｉｅ自■■ｔⅡ６Ｍ
域．分别用下面的方法换算戚有艘值．髂后冉朋两个有敢 值的平方和开平方根的方法求出总噪卢。
ｌ
以Ｎ越２、／Ｔ６ｉ面＝２．２＂一甄Ｔ６ｓ
－－－６３０ｎＶ珊ｓ ３运算放大嚣曲总囔；ＩＮｔ 运算放器的总噪声ＮＩ可用下式求得。
噪声的影响福小．在计算时却使忽略掉对计算结粜也影响
很小．
所以可以将噪声电压有嫂艟的计算过程加吼简化。 如果直接把拐点频率ｆｅ＝ｌｋＨｚ处的嚎声频齿密度Ｎ，在频率 范围内进行有效值的变换的话．得到的结果与实际舳噪声
在困Ｉ中Ｎ；２２ｎｖ，、俪ｆｒ—ＩｋＨ
ｆ＝Ｉ（＇ＡｌＯｋＦＩｚ所
电压有效值几乎是相同的。酬如往数据表中给出豹Ｉ ｋＨ￡
开蛤“ｌ制卧ｌｃｃ的斜率下降迪址作崮叮“求耨１删声曲
线和散粒噪声曲线的交点（拐点频丰ｋ）．把小于ｋ的区域 税为１＾噪声帕区城把太丁＾的区域税却般粒雌声的噬
屯Ｍ性噪声即ｌ”在实际ｎ０运并放大器的数姑裘ｔ卜有的 也其墁定，电压噤声的摩敏作为电压性噪声的参数在数
万方数据
输出噪声Ｅｎｏ
∞２＆＊ｔ＾ｔ＊自●自ｌｌｔＪｌｌ‘ｌＥｎｏ
的内阻为无舅大井没有异体的阻俺的溉念假是在计算 噪声培益时ｚ少不ｒ耍用到等价的信号源内阻Ｉ皓。电路
所“ｎｒｕ应Ⅲ于电流输出型差动叭变换器之类电路中、
噪声颧谱密度ＪⅢ常以ｎＹⅣＨｚ为单位定义为单位频 率的噪声崭度。辐成运算放太器存档的噪声分ｌ，牌声和敬
牲啭声两种．剜种噪声的特点和频率也各不相同通常分 刹对两种噪声所在频毕区域的噪声密度进行规定
在变换
成噪声的打破值（ｍ＊｝时必觚指症其津的额卓越咐 ｉＤ２０Ｈｚ。２０ｋＨｚ．总的噪小培ｌＨ噪声和敞粒咩声的综合
唰
在缭Ⅱ；嵘声有效伉时．在数蚶袅中部会跗加有顿率 范附！￡拧滤池荣件所“在佳用数据表中规定的噪一有 敬恤时必需确认丝算坡凡器的额率应川范ｌ目ｃ＊者滤波 器的特性楚卉与表巾的附加条件扣符，荣件水同时相互 之问不能简啦地进行｝Ｅ较
一．噪声特性
运算放凡器的噪声特性是Ⅲ折算到箍＾端的噪声 （枉辚＾端存在有 个碟声源的荨破电路｝米规定的
露霜鳃圆
运放的噪声特性和放大电路的噪声分析
口张达
运算放大器集成电路是存模拟电路巾包括音频成 川电路在内应川罐为广泛、昔皿度很高的艘大器件。山于 它具有使用方诬窖易购买 电路元仆少电路设计难度 小容舄制作电路性能岛等诸多忧点罐受者响发烧友的 喜爱，但是张们在产品ｆ十查拽到的仪但是集成运算放大 器的数据表对于韧学者束说．正确地理孵集成运算放大 器的数据表的各项毒数和性能金存在一定的嘲难．为此特 意ｍ连载的方式时熊或运算放大器的几项巫要垂教进｛ｒ 较为详绑地介绍井结台且体电路加以说明黼后还将介 绍几种齿颧领域中应川展为普避封搬成运算放大器及应 用电路举例，本埘首先舟绍运算肚大器的噪声特忡并时 县体的电路的进行煤声丹折 据表巾有两种表示方法一种是噪声频谱密度．另种足 噪声有效值 捉１是集成量并放＾器噪声参数的袁Ⅲ打迭 的倒丁庄媛表中对噪声频讲密度和噪声有敛电压部同 时惜ｒ舰宅。世是对】。・些小“对音频应用的型号米通 卉的并小胤定噪声有效值只精出噤声频谱督度，
这种计算方法是最为简单且宴用的噪声电爪有效值 的计算方法，因此’开到运算放大器数据表（说峨书）中 的噪声特性时就可以夫体上判断出该运算放＾器宴际的 噪声程度
声电ＮＥｎｏ可“ⅢＥ。－、呵０ｉ覃鬲１Ｆ可ｉ酽的公式米
信号谭的内阻做ｒ具体的规定，
计算所以在有些运算艘人器的参数击中．噪声特性还埘
四、放大器的输出噪声电平
上面所讲述的运算放大器的嘬声足指折算到输＾端 的噪声．搏放大器设想为不会产牛噪声的理想故大器枉 片输｝１ｉ端存枉打－十噪Ａ源。存宴际痘Ⅲ时．川运尊放大
五、目标信噪比特性的噪声电平
襄２足翎对干基准信号电甲Ｉｖ ｒ『１１ｓ和２ｖｍｓ ｆ一般的线 路墙出电平）在选到一宅的信噪比（ｓｘＲ）时．信噪比号 噪声电鹱有效值之间的对应咒系、由表巾的散伍可知．希 望得到的信噪比的敫值不．铆如“２ｖ硎＾的信号为倒信噪比
ｌＯＭＢ一１０８ ５ｄ Ｆ￥，’热利用＾
滤渡器妊町ｕ进一步滤陈５０ｌｂ 的电源交流声 所“诈数据丧中的精噪比
万方数据
２０Ⅲ４＊１１期
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声增益决定。 通过计算可以算出该放大电 路输ｉｌｌ信号的信噪比为８２ 对于信号来说
６ｄＢ．
具有２００侪足够
ｒ。整个艘太电路的插＾阻抗由 第一缎放大器的输＾阻抗 （６００ｆ１）央定所以｛信号诼的 内阻为６ＣＯｉｌ时辅人到放大电路 的情号电平为信号源输出电平妁