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器件的1/f噪聲有點(diǎn)嚇唬人

冬至配餃子 ? 來源:硬件電路設(shè)計(jì)與研究 ? 作者:scuzy ? 2023-10-12 11:23 ? 次閱讀

放大器噪聲計(jì)算中,器件的其中一個(gè)噪聲是1/f噪聲,噪聲譜密度是頻率的倒數(shù),那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)直流放大器時(shí),頻率越低豈不噪聲越大,直流時(shí)器件豈不有產(chǎn)生無窮大噪聲功率的可能?這是不可能的。

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根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)曲線,我們可以計(jì)算出前面的k2,方法又很多種,在以后推文中具體介紹,現(xiàn)在只搬出結(jié)果:

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這些注釋,都是偶當(dāng)年給學(xué)生講課時(shí)隨手加的,以后再解釋。

現(xiàn)在假設(shè)計(jì)算上限頻率為10khz,為啥不取100MHz?因?yàn)闆]有意義,1/f噪聲功率隨著頻率是每十倍頻10db快速下降的,中高頻主要是白噪聲,極低頻區(qū)域才是1/f噪聲起作用,1/f噪聲又俗稱粉紅噪聲,下圖是某測試噪聲的波形圖:

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其中緩慢變化的趨勢和骨架才是1/f噪聲,而快速雜亂的是白噪聲,任何實(shí)際測試的波形圖一般都包括1/f和白噪聲混在一起的,雖然上圖標(biāo)的是1/f flicker noise,但是只有骨架和緩慢變化趨勢對(duì)應(yīng)著1/f噪聲!

現(xiàn)在回到起點(diǎn),我們來確定計(jì)算下限fL。fL越低表示啥意思?表示你測試觀察的頻率越低,好像是廢話,別急!觀察到越低的頻率,就是說觀察周期要越

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的老化、溫漂影響大!實(shí)際上工作時(shí),我們都是只考慮系統(tǒng)通頻帶的下限,比如直流放大器0.1hz就差不多了,不需要到31.7 nHz這么低,低的都無法測試了,

直流放大器的通頻帶不是從0hz開始嗎?為啥不從0hz計(jì)算下限?因?yàn)橄孪拊降鸵馕吨鴾y試觀察時(shí)間越長,你一個(gè)設(shè)備又不是24小時(shí)開機(jī),開幾小時(shí)咱就最多觀察幾小時(shí),從0計(jì)算意味著你要從宇宙誕生開始觀察到無窮無盡為止,這是毫無意義和荒謬的!你的電子設(shè)備能連續(xù)開機(jī)3年,就已經(jīng)是奇葩中的奇葩了。

當(dāng)計(jì)算頻率太低時(shí),器件溫漂、老化的影響都超過1/f了,現(xiàn)在把下限定位0.1hz,再算算看,則:

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所以,以后計(jì)算1/f噪聲,就別再擔(dān)心接近0頻率時(shí),1/f的譜密度趨于無窮大,其實(shí)那就是嚇唬嚇唬你,沒啥影響,取個(gè)十幾赫茲,最多0.1hz就已經(jīng)顯現(xiàn)了你的足夠保守和足夠謹(jǐn)慎了,取到接近于0,只能說明你被嚇唬住了。

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