【正文】 10e ???KKR f 29,2 9 0 ??若?。? 則： 具體電路 ： 15V Rt RL +15V 10μ + OP07 Rf2 1K Rf1 29K PbS低噪聲前置放大器 如果選擇反相比例放大器 ， 則必須滿足低噪聲條件： nnf IER ?? ???? KIERnnf 80? 這樣， Rf至少取 1MΩ ? 高阻值電阻，熱噪聲很大，也容易引入外界干擾，故不宜選用這種電路形式。 ② 根據(jù)前面的計算，等效輸入噪聲密度： 對于 1000Hz帶寬， 等效輸入噪聲： HzVfE ni ????)( fEfE nini ???? 滿足要求。 Hz1/2 當 Rs=50KΩ ，且工作 1KHz條件下應(yīng)選哪一種運放 ? fE n ?/ fI n ?/ 對 OP07 （在 T=290K， 1Hz帶寬下） : 2222 )( snnnsni RIEEE ???∴ 對OP07來說 分別計算如下： 22072 )()(4)(snnsopni RfIffEffK T RE ??????????231529323 )1050101 2 0(1)(110502 9 ?????????????? ??? 伏???對 LWC662（在 T=290K， 1Hz帶寬下） : 2315292 )()1022(4)( ???????? ??fK T RE sni212216216 )( ??? ?????? 伏伏 伏???2 6622 07 )()( LM CniOPni EE ?故選用 OP07. 例 2： 一光電導型 PbS探測器，在室溫下工作， 內(nèi)阻范圍為： 100KΩ~200KΩ， 信號的頻率范圍為： 0 ~1KHz （即 Δf =1KHz， f0=500Hz） 輸入信號 Vsi 50μV ~ 500μV， 試設(shè)計一低噪聲前置放大器， 要求： Avs≥20，等效輸入噪聲 Eni≤10μV 保證： 5?nisiEV1）首先要考慮對 PbS探測器的偏置電路 電源電壓要綜合考慮，即偏置電路的電壓和放大器的電源電壓盡量一致，以減少電源種類。 ? 再根據(jù) Psi/Pni（或 Vsi/Eni）的要求來決定運放是否符合要求 fEn ?/fI n ?/ 赫芝安培 赫芝伏特fEn ?/fI n ?/fIn ?/例 1： OP07和 LMC662在 1KHz時的噪聲如下： OP07 ? 從 NFRs曲線上可以清楚地看到，在所運用的頻率范圍下，源電阻 Rs和 NF的關(guān)系， ? 當源電阻為 50KΩ，頻率為 1KHz時， OP07的 NF約為 3dB， LMC662為 8dB， 兩者比較， OP07的噪聲性能好。 ? 為了避免從電源引入共模干擾，電源變壓器都必須采用屏蔽層。 由于低噪聲前放的性能指標要求高，因此，對直流供電源的要求也高， 主要是要求直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定度高和紋波小。 ? 在放大器中引入了負反饋以后 ， 由于增加了反饋網(wǎng)絡(luò) ， 也就增加了新的噪聲源 ， 使總的輸出噪聲增加 。 RD CB 6 晶體三極管的組態(tài)與放大器的噪聲 三極管共有三種接法：即共射、共基、共集三種。 ● 電纜的噪聲 有兩種： 一種系來自外界電磁場產(chǎn)生的干擾 ， 這種干擾要注意將電纜的屏蔽層一端良好接地，此時屏蔽層只作屏蔽使用，本身不作地線，有時，屏蔽層兼作地線使用（盡量不這樣使用），則要兩端均良好接地。 下圖是各類電容器大致適用的頻率范圍， （ 4）電感的選用 ? 實際電感線圈的等效電路如圖所示。 ? 實際的電容器不僅有電容而且有電感和電阻，下圖是其等效電路。 ? 電阻還存在著分布電容，隨著頻率的不同，電阻呈現(xiàn)的阻抗也不一樣，特別用于高頻（ 500KHz以上）時更為顯著，這將會影響電路的工作性能。 ? 與信號源并聯(lián)的電阻 ， 其阻值應(yīng)當盡可能的大 ， 以減小其噪聲貢獻 。 （ 1） 有源器件的選用 選用有源器件主要從源電阻和頻率范圍來考慮 下圖作為選擇的指南。 （ 5）集電極電流對噪聲等參數(shù)的影響如下表： 小 大 小 Ic En In （ Rs） pt Ri 大 小 大 小 小 大 大 3 噪聲匹配的方法 ● 低噪聲前放的設(shè)計，關(guān)鍵是第一級即輸入級的設(shè)計，設(shè)計時要考慮的噪聲指標： 噪聲系數(shù) NF，為了獲得最小的噪聲系數(shù)，必須使得： 探測器雖有一定的選擇余地，一旦選定后， Rs也就確定了，這時，只有選擇前放，使其 注意兼顧其它指標。 第一級又稱輸入級 ， 應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求包括輸入信噪比 ， NF源阻抗特性及頻率范圍等指標來確定輸入級的電路形式 ， 確定直流工作點 ， 進行噪聲匹配的估算 。 經(jīng)過了上述改造后，再回頭檢驗一下噪聲。 這種方法只適用于對噪聲要求不高的場合。 167。 變壓器應(yīng)固定在防震架上 。 為了減小這種影響 ， 在制作變壓器時 ， 要適當壓緊鐵芯和加上緊固件 ， 并進行真空浸漆 。 但變壓器本身產(chǎn)生了一些新的噪聲，以下作簡要的分析。阻抗的實數(shù)部分將產(chǎn)生熱噪聲。 這種實際電容器常用一個理想電容器與一個漏電阻并聯(lián)（或串聯(lián)）的等效電路來代替。 一般說來，合成炭質(zhì)電阻過剩噪聲最大，炭膜電阻次之，金屬膜電阻更次之，最小是線繞電阻。 VV ?? 2 2 ?HznVHzVHz Vf V /71/ ???? ???HznV /4 二極管的噪聲 根據(jù)二極管的工作狀態(tài)，可分為正偏、反偏與零偏等三種情況。 一般地，通用集成放大電路，第一級通常采用差動式放大電路，這是用來克服溫漂的措施，不適于低噪聲前放使用。 ● 從最佳源電阻來說，場效應(yīng)管比晶體三極管要高得多， 場效應(yīng)管是一種優(yōu)良的低噪聲器件，在低噪聲電路中已被廣泛采用，集成電路的輸入級，已廣泛采用場效應(yīng)管 3 集成放大電路的噪聲分析 一塊集成放大電路 ， 至少含有幾十個電路元件 ， 包括有源器件 （ 晶體管和場效應(yīng)管 ） 及無源器件 （ 電阻和電容 ） 它們實際上構(gòu)成了一個電子系統(tǒng) 。 1 晶體管的噪聲分析 （ 結(jié)論 ） ● EnIn的相關(guān)性 低頻：晶體三極管的 EnIn在很低頻率時 fL/103） 為完全相關(guān)，隨頻率升高相關(guān)性減弱； 中頻：在中頻段成為弱相關(guān)， 高頻：從中頻段高端開始相關(guān)性隨頻率變化逐漸加強，在頻率很高時成為完全相關(guān)。從而得出一些低噪聲前置放大器設(shè)計的原則或規(guī)律。故在寬帶系統(tǒng)中或要求頻繁測量時能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，適用的范圍是高頻和射頻， 但要求噪聲發(fā)生器較精確定標。故噪聲發(fā)生器法又叫功率增倍法。 此外，還要求噪聲發(fā)生器在測量帶寬上應(yīng)具有均勻的噪聲譜密度。 其它噪聲參數(shù)的間接獲得 。 因此用普通儀表測量有困難 ， 必須后接低噪聲放大器使微弱信號放大到能被后面的儀表所檢測 ， 故要求其噪聲越低越好 。 ? 提供一個低的輸出阻抗，要求比 Rs小很多， ? 能夠與待測電路放在一起進行屏蔽，從而減小源端的外界干擾。 ? 注意的是輸入信號電壓 Vs的電平應(yīng)比噪聲電平高 ， 同時在測量時要保證放大器不會處于飽和狀態(tài) 。一般要求儀表的帶寬大于噪聲帶寬的 10倍。 測量噪聲的電壓表的要求： 一是要正確地響應(yīng)電壓的有效值 。 對 的測量 ， 有兩種方法： （ 1） 正弦波法 根據(jù)等效輸入噪聲的意義，等效輸入噪聲就是將整個電路的噪聲折算到信號源處的結(jié)果。 不能直接把一個高靈敏的電壓表放在放大器輸入端去測量， 一方面是因為噪聲值太小， 另一方面還因為噪聲實際上分布在放大器的各個部分，將其等效到輸入端只是理論分析處理的結(jié)果。 噪聲測量是低噪聲設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)。 fK T RE sNniF?? 410 20167。 （ 3） 利用 NF圖還可以計算出最小可檢測信號MDS的大小 ， MDS的定義為折合到放大器輸入端的 Eni。 由于測量和放大的對象不同，源電阻 Rs的差異是很大的。 將所以 NF值相等的點連接起來 ， 就得到一幅 NF等值圖 ， 稱為放大器的噪聲因子圖或 NF圖 。 故壓縮帶寬對克服噪聲是非常有利的， 但是壓縮帶寬在某些情況下可能損失信息量， 所以壓縮帶寬有時要付出一定的代價。 其中帶寬 Δ f是由系統(tǒng)的需要所確定的，并且是由系統(tǒng)中的某一部件，例如帶通濾波器或