Part 01

前言

打開運(yùn)放規(guī)格書，你會發(fā)現(xiàn)運(yùn)放規(guī)格書中都會定義一個(gè)參數(shù)：輸入電壓噪聲密度，英文名稱是Input Voltage NoiseDensity，這個(gè)參數(shù)有什么用呢？我們一般會考慮輸入失調(diào)電流，電源電壓，共模電壓會在運(yùn)放輸出端產(chǎn)生對應(yīng)的輸出失調(diào)電壓，如果問你噪聲會影響運(yùn)放的輸出失調(diào)電壓嗎？你的答案肯定是會，但是如何量化計(jì)算噪聲的影響呢？那么你可能就未必知道了，今天我們就介紹一下具體的計(jì)算方法。

Part 02

1/f噪聲與寬帶噪聲

對運(yùn)放影響比較大的噪聲主要是低頻1/f噪聲（它又叫閃爍噪聲），和寬帶噪聲（又叫熱噪聲或白噪聲）。

1. 1/f噪聲

1/f噪聲主要存在于低頻區(qū)域，噪聲功率譜密度與頻率成反比，即1/f。在運(yùn)放噪聲頻譜中，1/f噪聲通常占據(jù)從直流到某一拐點(diǎn)頻率（如幾十Hz或幾百Hz）的部分。在低頻信號處理電路中，1/f噪聲是主要的噪聲干擾因素。

2. 寬帶噪聲

寬帶噪聲屬于白噪聲，其功率譜密度在較寬頻率范圍內(nèi)是平坦的。在運(yùn)放噪聲頻譜中，寬帶噪聲是高于1/f噪聲拐點(diǎn)頻率的部分。

下圖是運(yùn)放的噪聲&頻率特性曲線，1/f corner是轉(zhuǎn)角頻率（fnc），它是1/f噪聲與寬帶噪聲的交點(diǎn)頻率。在這個(gè)頻率點(diǎn)，1/f噪聲與寬帶噪聲的幅度相等，總噪聲密度在fnc頻率點(diǎn)達(dá)到寬帶噪聲密度的√2倍。

Part 03

運(yùn)放輸入電壓噪聲RMS電壓計(jì)算

1.首先計(jì)算轉(zhuǎn)角頻率fce:

2.根據(jù)轉(zhuǎn)角頻率fce計(jì)算運(yùn)放輸入電壓噪聲在輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲RMS值：

Part 04

實(shí)例分析

比如下圖未某運(yùn)放規(guī)格書中給出的輸入電壓噪聲密度的截圖，如何根據(jù)這個(gè)截圖通過上面的介紹的公式計(jì)算輸入噪聲電壓RMS值呢？

1.計(jì)算轉(zhuǎn)角頻率：

其中fx=1kHz，enf（fx）=5.5nV√Hz，enw=4.2nV√Hz，帶入上面的公式可以計(jì)算得到轉(zhuǎn)角頻率：715Hz

2.計(jì)算運(yùn)放輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲RMS值： 其中enw=4.2nV√Hz，fce=715Hz，fH=30KHz，fL=10Hz，n≈1，帶入即可計(jì)算得到運(yùn)放輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲RMS值，然后我們基于電路的放大倍數(shù)乘以輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲RMS值即可得到輸出端的電壓噪聲RMS值，進(jìn)而評估運(yùn)放輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲RMS值對運(yùn)放輸出的影響。

你學(xué)會了嗎？

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