運(yùn)算放大器選擇指南助您獲得上佳的噪聲性能

引言

凌力爾特公司的低噪聲運(yùn)算放大器產(chǎn)品庫不斷壯大，這并不是因?yàn)樵肼暤奈锢硇再|(zhì)發(fā)生了變化，而是因?yàn)檎趯⒌驮肼曇?guī)格與諸如軌至軌操作、停機(jī)、低電壓和低功率操作等新功能加以組合。運(yùn)算放大器噪聲取決于輸入級(jí)工作電流、器件類型(雙極型或FET)和輸入電路。本選擇指南旨在幫助您確定基本的噪聲折衷方案，并選擇與您的應(yīng)用相適合的最佳運(yùn)算放大器(無論新款還是老款)。

電阻器熱噪聲和運(yùn)算放大器噪聲的量化

了解噪聲折衷方案的關(guān)鍵在于“電阻器具有噪聲”這一事實(shí)。在室溫條件下，一個(gè)阻值為R的電阻器具有一個(gè)RMS電壓噪聲密度(或“點(diǎn)噪聲”)為VR=0．13√R的噪聲(單位：nV／√Hz)。于是，一個(gè)1Ok電阻器具有13nV／√Hz的噪聲，而一個(gè)1M電阻器則具有1 30nV，√Hz的噪聲。嚴(yán)格來講，噪聲密度的計(jì)算公式為VR=√4kTR，其中，k為玻爾茲曼(Boltzman)常數(shù)，T為溫度(單位：開氏度)。這種溫度相關(guān)性說明了為什么有些低噪聲電路采取了對(duì)電阻器進(jìn)行過冷處理的方法。請(qǐng)注意，相同的電阻器也可被認(rèn)為具有IR：√4kTR 的噪聲電流或PR=4kT=16.6·10^-21W／Hz=16.6zeptoWatt／Hz的噪聲功率密度，這與其阻值R無關(guān)。正確放大器的選擇簡(jiǎn)單地說就是看誰在電阻器噪聲之上增加的噪聲量最小。

請(qǐng)不要對(duì)“／√Hz”這一奇異的單位而感到驚慌。它的出現(xiàn)簡(jiǎn)單地說就是因?yàn)樵肼暪β蕰?huì)隨著帶寬的增加(每赫茲)而增加，因此噪聲電壓將隨著帶寬平方根的增加(每方根赫茲)而增加。為了利用該規(guī)格，只需簡(jiǎn)單地將其與應(yīng)用帶寬的平方根相乘，便可計(jì)算出該帶寬之內(nèi)的合成RMS噪聲。……