技術(shù)專家手把手教你計算放大器噪聲系數(shù)

　　1. 引言

　　在各種放大器使用的場合，我們時常需要計算到放大器，卻沒有一個直觀的方式來看放大器這一級對鏈路噪聲的影響。本文討論了各種放大器架構(gòu)下，放大器的噪聲系數(shù)的計算方式。

　　2. 放大器噪聲指標(biāo)

　　電子元件應(yīng)用中，常見如下5 種噪聲來源：

　　1. 散彈噪聲（shot noise，白噪聲，在頻譜中表現(xiàn)為平坦的）

　　2. 熱噪聲（thermal noise，白噪聲，在頻譜中表現(xiàn)為平坦的）

　　3. 閃爍噪聲（flicker noise，1/f 噪聲）

　　4. 突發(fā)噪聲（burst noise，脈沖噪聲）

　　5. 雪崩噪聲（Avalanche noise，反向擊穿時才出現(xiàn)的噪聲）

　　基本上每個放大器都有輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲兩個指標(biāo)。在頻域，通常其單位用nV/rtHz，和pA/rtHz 來表征。 如下圖：

　　Figure 1 輸入電壓噪聲和電流噪聲曲線圖例

　　按噪聲種類來分， 其大致貢獻(xiàn)在不同的頻段如下：

　　Figure 2 噪聲種類分布圖

　　如果把所有電容，電感都看做無噪聲的器件，一個普通的放大器的輸出噪聲按主要的貢獻(xiàn)可以按如下圖所示：

　　Figure 3 放大器噪聲分量分解

　　根據(jù)這個估計， 可以得到如下電阻值的電壓噪聲：

　　在輸出的噪聲中， 上圖的各個分量其貢獻(xiàn)如下：

　　輸出的噪聲是這些分量的均方和：

　　Figure 4 放大器電壓噪聲等效輸出模型

　　同理，對上式中的第4 項，負(fù)端的電流噪聲，也可以建立這樣的模型：

　　Figure 5 放大器電流噪聲等效輸出模型