OPA放大電路雜訊來源與計算

ciko.ciko

OPA放大電路的雜訊主要由電壓/電流/電阻的自身雜訊所貢獻,因前兩者(OPA自身的電壓與電流雜訊)在選擇OPA型號時已成固定值,而外部的增益設定電阻值,在選擇不當時,卻成為最大的雜訊來源,這在電路被設計成高增益小信號放大電路時,特別明顯.請參考底下影片的介紹及公式計算.

亦即為降低整體noise,並維持高增益下,可選擇較低的R2電阻值.

fatzeros

老師上課坐前排的啦！
但是大胖攏聽嘸！
沒關係，一直看一直聽總會有聽懂的一天！

jason680

這個算 學校沒有教的嗎?

以前 在學校 好像都沒學到過...
(還是我自已....)

ciko.ciko

jason680 發表於 2015-3-31 02:30 PM
這個算 學校沒有教的嗎?

以前 在學校 好像都沒學到過...

我也沒印像學校有教過,說這是基礎也不為過,只可惜我國教育似乎不太注重基礎教育.2-3顆電阻組成的電路,就足以考倒一些大學生了.

ciko.ciko

影片中雜訊計算式:
R1     4nV*√R1/√Hz=40nV/√Hz   *1  =40nV/√Hz
R2     4nV*√R2/√Hz=4nV/√Hz    *100=400nV/√Hz
4004I    1.2pA/√Hz*(1k//100k)      *100=120 nV/√Hz
4004v    1.8nV/√Hz                *101=182 nV/√Hz
Vn,total =√(〖40〗^2+〖400〗^2+〖120〗^2+〖182〗^2 )=457 nV/√Hz(輸出端雜訊)

Vn,total/101=4.52 nV/√Hz(等效輸入端雜訊)

huang22

ciko.ciko 發表於 2015-3-31 03:21 PM
影片中雜訊計算式:
R1     4nV*√R1/√Hz=40nV/√Hz   *1  =40nV/√Hz
R2     4nV*√R2/√Hz=4nV/√Hz    * ...

版主，稍微修改一下您整理的公式，有錯請指教.

R1     40nV /√Hz=40nV/√Hz   *1  =40nV/√Hz      ; 輸出端就是預設的40nV/√Hz ;與R1, R2 無關???
R2        4nV√Hz *(R1/ R2) =4nV/√Hz    *100=400nV/√Hz        ; 電壓源雜訊以電流形式表現在輸出端 ??
4004I    1.2pA/√Hz * (100k)      *10K=120 nV/√Hz            ;  洩漏電流?? 在輸出端的表現??       (100K+1K) ??
4004v    1.8nV/√Hz *((100K+1K)/1K) =1.8nV/√Hz   *101=182 nV/√Hz   ; 輸入端電壓源雜訊以增益方式表現在輸出端?
最後，平方和加總再開根號.

老外的教法好像也是直接告訴我們R2值要小， 原因應該如下:

電阻雜訊:    1K歐姆 ---> 4nV/√Hz * √1     =   4nV/√Hz  ;             公式 4nV/√Hz * (√R)   ; R 為K歐姆.
                    100K  ---> 4nV/√Hz * √100 = 40nV/√Hz

有錯請指教， 謝謝

ciko.ciko

huang22 發表於 2015-3-31 05:13 PM
版主，稍微修改一下您整理的公式，有錯請指教.

R1     40nV /√Hz=40nV/√Hz   *1  =40nV/√Hz      ;  ...

1.由電流雜訊產生的輸出等效電壓雜訊,其計算可參考下列連結中的公式二及圖3說明.

http://www.ctimes.com.tw/art/print.asp?O=HJRBC0002HHAR-STD4
2.由R1及R2所產生的雜訊,為利用重疊定理算出.你亦可自行試算,即可得解答.
3.文中所列舉的"電阻雜訊:    1K歐姆 ---> 4nV/√Hz * √1     =   4nV/√Hz  ;             公式 4nV/√Hz * (√R)   ; R 為K歐姆.
                    100K  ---> 4nV/√Hz * √100 = 40nV/√Hz
為該電阻的初始雜訊,因所處的位置不同,故等效輸出電壓需再乘以電路的放大倍數.
4.至於R2的數值選較小時,R1相對也會變小(在相同增意下),至於為何OPA的單級放大倍數為何不建議設太大,除了易使電路不穩定外,在交流小信號中,主要是會降低該級的頻帶寬(單一增益頻帶寬限制).
5.而輸入電阻不可選過低,主要原因是會造成輸入端的負載效應,這在電路為反向放大時較明顯,而在同向放大則較不明顯.

skyboat0520

手邊有一本建興出版社的書 ─ 《類比電路設計實務》(1999年４月第一版第一刷)，早上將本書的第一章掃描、建檔、上傳，歡迎下載試閱，覺得不錯的話，趕快去書局搜刮一本吧。

類比電路設計實務(第一章).pdf

ciko.ciko

skyboat0520 發表於 2015-4-1 10:32 AM
手邊有一本建興出版社的書 ─ 《類比電路設計實務》(1999年４月第一版第一刷)，早上將本書的第一章掃描、建 ...

感謝Sky老師的好書介紹,建興出版社出版的專業書籍,主要是來自日本的工業用書,書中除了原理簡顯易懂外,另搭配了實務的線路解析,有關其翻譯出版的電子類一系列好書,歡迎各位痞友下次逛書店時,別忘了多帶一本回家練功.

arthur0518

這個問題...我的高工老師有敎.....
只是當時年紀小...懵懵懂懂聽不懂....
退伍後又從事非相關行業...早就全部還給老師了n_028|

popcorn

如果UTUBE有台語板解說，三太子也許就能吸收一點點

ciko.ciko

popcorn 發表於 2015-4-1 09:43 PM
如果UTUBE有台語板解說，三太子也許就能吸收一點點

有請三太子跳起來,或許英台語馬上就可溝通了.