低噪声电路设计需要仔细分析所有噪声源。在许多情况下,外部噪声源可能具有主导作用;应考虑源阻抗对整体运算放大器噪声性能的影响。电路总计噪声是所有噪声分量的平方和根值。
源阻抗的电阻部分产生的热噪声与电阻的方根成正比。源阻抗一般为固定的值;因此,需通过选择运算放大器和反馈电阻来尽可能降低总噪声的相应分量。
图 7-1 显示采用增益配置的同相运算放大器电路。图 7-2 显示采用增益配置的反相运算放大器电路。在增益配置电路中,反馈网络电阻也会产生噪声。通常情况下,运算放大器的电流噪声根据反馈电阻不同,进而产生额外的噪声分量。但是,TLVx888 的低电流噪声意味着我们可以忽略电流噪声的作用。
一般可通过选择合适的反馈电阻值使这些噪声源降低至忽略不计。低阻抗反馈电阻可负载放大器的输出。以下为两种配置的总噪声计算公式。
有关噪声计算的其他资源,请访问 TI 高精度实验室。
图 7-1 同相增益配置中的噪声计算
方程式 1.
方程式 2.
方程式 3.
方程式 4.
方程式 5.
方程式 6.
其中
- en 是放大器的电压噪声频谱密度。对于 TLVx888,en = 7.5nV/√Hz(1kHz 时)
- eN 是总计噪声密度
- eS 是 RS 的热噪声
- eR1 || R2 是 R1 || R2 的热噪声
- kB 是玻尔兹曼常数
- T(K) 是以开尔文为单位的温度
图 7-2 反相增益配置中的噪声计算
方程式 7.
方程式 8.
方程式 9.
方程式 10.
方程式 11.
其中
- en 是放大器的电压噪声频谱密度。对于 TLVx888,en = 7.5nV/√Hz(1kHz 时)
- eN 是总计噪声密度
- eS 是 RS 的热噪声
- e(R1 + RS) || R2 是 (R1 + RS) || R2 的热噪声
- kB 是玻尔兹曼常数
- T(K) 是以开尔文为单位的温度