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噪聲是電子設(shè)計中必須處理等信號之一，我們都知道放大器的噪聲有兩種類型：一種是外部噪聲，來源于放大器外部；另一種是內(nèi)部噪聲，來源于器件本身，處理放大器的噪聲對于提升電子產(chǎn)品的性能至關(guān)重要，這里我們以問答形式對放大器噪聲原理進(jìn)行闡述，并闡述一些如何處理放大器噪聲等實用技巧。
Q1 ［問：］ 放大器的內(nèi)部噪音如何進(jìn)行精確測量？它和那些因素有關(guān)？在測試時需要注意那些問題？
?。鄞穑海?對于放大器的噪聲的測量，一般來講就是把放大器的輸入接0，輸出經(jīng)過一個低通濾波器，然后用高精度的ADC來采樣做FFT，或者示波器看輸出的情況。
Q2［問：］ 在判斷放大器的性能時，主要應(yīng)參考哪兒個噪聲參數(shù)呢？
?。鄞穑海菀紤]傳感器，電阻，放大器和ADC的各個噪音參數(shù)。
Q3［問：］ 可否詳細(xì)介紹下放大器等噪聲原理？謝謝！
?。鄞穑海莘糯笃髟肼暦譃閮深悾阂环N是電壓噪聲（VX），另一種是電流噪聲（IX）。在實際電路中，放大器由許多晶體管組成，所有這些晶體管都有噪聲。幸運的是，所有晶體管的噪聲都可以折合到放大器的輸入端。
電壓噪聲規(guī)格在數(shù)據(jù)手冊中，通常以兩種方式表示。查看數(shù)據(jù)手冊中的噪聲特性時，必須了解它是被折合到輸入端還是輸出端。大部分放大器的噪聲特性被折合到輸入端，對于運算放大器數(shù)據(jù)手冊，這幾乎是默認(rèn)的習(xí)慣算法。但對于其他類型的固定增益放大器（如差動放大器），噪聲可能被折合到輸出端。請注意，這種輸入噪聲會被放大器放大。例如，對于同相增益為10的放大器，輸出端的噪聲將是指標(biāo)中給出的噪聲的10倍。一些電路配置的噪聲增益可能大于信號增益，反相配置就是一個很好的例子。信號增益為-1的反相配置，其噪聲增益實際上為2。為了確定實際噪聲增益，請將所有外部電壓源短路，同時可以將噪聲放大器的RTI噪聲看做出現(xiàn)在放大器正輸入端的噪聲，如果以這一假設(shè)分析電路，應(yīng)當(dāng)能夠確定噪聲所接受的增益。
儀表放大器的噪聲特性與運算放大器稍有不同，對于運算放大器，所有內(nèi)部晶體管噪聲都可以折合到輸入端，換言之，所有噪聲源都會按增益比例縮放。儀表放大器則不然，電路中的一些噪聲會按增益比例進(jìn)行縮放，其他噪聲則與增益無關(guān)，這里與增益噪聲相關(guān)的噪聲量顯示為eNI，與增益無關(guān)的噪聲量顯示為eNO。數(shù)據(jù)手冊中有二者關(guān)系公式。
除電壓噪聲外，放大器還具有電流噪聲。如果輸入端有電阻，電流噪聲將與之相互作用，產(chǎn)生電壓噪聲。譬如，大多數(shù)源電壓具有一定的電阻。畢竟，將高阻抗信號源轉(zhuǎn)換為低阻抗信號源是使用運算放大器的原因之一。電流噪聲流經(jīng)與放大器相連的電阻，產(chǎn)生電壓噪聲。一般來說，放大器的輸入偏置電流越高，則電流噪聲越高。
顯示具有一定源電阻的電壓跟隨器配置，運算放大器的電流噪聲會與信號源電阻相互作用，在輸出端產(chǎn)生一定的額外噪聲。顯示反饋路徑中的電阻如何與電流噪聲相互作用，電流噪聲流經(jīng)反饋電阻的并聯(lián)組合，在輸入端產(chǎn)生一個額外噪聲源，然后此噪聲源經(jīng)放大器放大到達(dá)輸出端。
運算放大器電路圖：包含 單電源、低壓、低功耗運算
Q4 ［問：］ 用運放設(shè)計放大器時，如何估算其輸入輸出阻抗？希望能用實用的一些指標(biāo)表達(dá)出來。其低噪跟放大倍數(shù)的關(guān)系？謝謝
?。鄞穑海?通常，對于運放器件，我們認(rèn)為其輸入阻抗無窮大，輸出阻抗為0，（可以參考具體型號的數(shù)據(jù)手冊來查詢具體的數(shù)值）。所以電路的輸入輸出阻抗可以基于這個條件來計算。
噪聲方面，一般手冊里給出的都是RTI的指標(biāo)，就是從輸入端看到的噪聲，所以，輸出的噪聲都會被乘上放大倍數(shù)。
Q5［問：］ 我用的事opa2350放大器，測輸入是干凈的，輸出波形伴有200mv的雜波，可能是從哪里傳入的？ 如果是旁邊的電阻或放大器本身產(chǎn)生的該如何避免。
?。鄞穑海?原因可能很多，但一般情況下不會有這么大的雜波，建議你仔細(xì)檢查一下電路設(shè)置，尤其是增益配置，盡量將其配置成增益大于1，以提高電路的穩(wěn)定性，如果是電阻熱噪聲大的話，可以考慮適當(dāng)降低阻值，運放本身的特性是無法改變的。
Q6［問：］ 如何降低器件的內(nèi)部噪聲以及削弱外部噪聲？
?。鄞穑海?器件的內(nèi)部噪聲改變不了，你可以通過選擇外部的帶寬來限制外部的噪聲
?。跶7問：］ 電容性傳感器和輸入放大器間的功率匹配和噪聲匹配低電容性傳感器工作在低頻時呈現(xiàn)很高的輸出阻抗，這就需要輸入放大器也具有高阻抗輸入特性，但高輸入阻抗又和低噪聲設(shè)計相矛盾，請問怎樣合理解決這個問題。
?。鄞穑海?您好，容性傳感器本身會根據(jù)其容值的大小，改善信號噪聲（kT/C），而運放輸入端本身沒有必要使用較大的阻抗，也可根據(jù)運放的帶寬加輸入濾波以改善噪聲。
Q8［問：］ 我有一款利用 ad620和op07組成的二階或者四階低通濾波器，模數(shù)轉(zhuǎn)換用的是AD7732，基準(zhǔn)電壓用的是AD7732數(shù)據(jù)手冊推薦的芯片，采樣率在250Hz以內(nèi)，微處理控制器是ATMEGA128，輸出的波形會產(chǎn)生一秒鐘一次（1Hz）的向上脈沖噪聲，經(jīng)檢查肯定是內(nèi)部電路產(chǎn)生的噪聲，但不知道是什么引起的，請問是什么原因產(chǎn)生這噪聲，如何消除？
?。鄞穑海?這樣的問題，首先要看一下是硬件的電路的問題，還是ADC采樣的問題。您可以先用示波器看一下AD7732輸入端的信號，看看是否正常。如果輸入沒有問題，那么就要檢查ADC了，問題可能會出在軟件上。
Q9［問：］ 憑您的經(jīng)驗，LC電路濾波與運算放大器電路濾波各有什么特點，各用在哪些場合？
?。鄞穑海?LC濾波簡單，但是濾波的效果不如有源的那么理想，而且有源的可以對信號同時進(jìn)行放大，而無源的做不到這點。
Q10［問：］ 請問專家，知道了噪音的來源，如何有效地降低放大器的整體噪音？謝謝！
［答］ 知道了噪聲的來源，您需要分析，系統(tǒng)占主要部分的噪聲在哪里。針對這一部分噪聲，就可以想辦法通過濾波或者選擇更高精度的運放來降低噪聲。
Q11［問：］ 請問目前最小噪聲，同時又要最大的增益帶寬積的集成運算放大器是哪個型號？謝謝！
［答：］ 一般增益帶寬積和噪聲是很難同時達(dá)到最高性能的，取決于您系統(tǒng)精度和帶寬的需要，您可以看看AD8221和AD8228是否滿足您的需求。
Q12［問：］ 噪聲分析、誤差分析中，什么類型的噪聲、誤差可以用均方根計算，什么類型的噪聲需要直接加在總噪聲中？
?。鄞穑海?系統(tǒng)中任何部分的噪聲都要以矢量的形式疊加在總噪聲中。
Q13［問：］ 了解這些噪聲參數(shù)，在實際設(shè)計電路時，有啥具體意義？
?。鄞穑海?可以對你處理系統(tǒng)的噪聲有幫助，對于高精度的設(shè)計，噪聲參數(shù)很重要。
Q14［問：］ ADC的量化噪音如何考慮？
?。鄞穑海?量化噪聲是理論上存在的，是無法去除的，這也是理論信噪比6.02N+1.76的來源。
Q15 ［問：］ 放大器中還能應(yīng)用電容和電感器件，這兩種元件的噪音如考慮和描述？
?。鄞穑海?這個問題不太確定，電感和電容這兩種元件肯定是有噪聲的，但一般都不會考慮。
Q16 ［問：］ 信號源的內(nèi)阻有500M歐，信號大小50mv左右，如何設(shè)計放大電路及設(shè)計PCB
?。鄞穑海?這種情況下，要選擇輸入阻抗大，輸入偏置電流小的運放，可以試一下AD549.
Q17［問：］ 剛?cè)腴T，請問射頻放大器一般都是功率放大（我理解為低供電電壓下放大的是電流，對嗎？），可是有些元件要求輸入射頻信號的電壓為5V，請問如何實現(xiàn)？
?。鄞穑?放大的是電壓還是電流與供電電壓無關(guān)，如果某些功率器件要求信號有一定的輸入功率的話，可以考慮用predriver， 比如ADL5323等。
Q18［問：］ 溫度對噪聲的影響是否可以忽略？在做設(shè)計時，哪些對噪聲的影響是需要特別注意的？
［答：］ 在大多數(shù)的情況下是可以忽略溫度的影響的。在設(shè)計時，您要考慮電阻的噪聲性能。還要了解電路的帶寬特性，從而減小電壓噪聲。
Q19［問：］ 請專家介紹放大器的噪聲源與溫度的關(guān)系。謝謝！
［答：］ 一般在放大器的芯片資料中，會給出在常溫下的電壓噪聲密度和電流噪聲密度，但不會給出噪聲隨溫度變化的關(guān)系。
Q20［問：］ 差分信號進(jìn)入ADC芯片，怎樣才能保證兩差分信號自動均衡呢？
?。鄞穑海?ADC的driver芯片就可以保證差分信號均衡。
Q21［問：］ 在電路設(shè)計中，實際調(diào)試時經(jīng)常會出現(xiàn)信號串?dāng)_的問題，不知道這種問題信號干擾的途徑一般是什么，怎么可以減少這種情況的發(fā)生？謝謝！
?。鄞穑海?可以考慮用屏蔽體或加地屏蔽的方法來改善串?dāng)_的問題。
Q22［問：］ 高帶寬下，如何能降低噪聲呢？
［答：］ 帶寬盡量設(shè)計窄一點，否則噪聲沒法減小
Q23［問：］ 差分放大器的噪音是否要比單端放大器的要低？為什么？
?。鄞穑海?不能保證，噪聲跟運放內(nèi)部結(jié)構(gòu)、增益、帶寬等相關(guān)，運放噪聲大小沒有一定之規(guī)，應(yīng)用是還是依據(jù)datasheet上的等效輸入噪聲來衡量。
Q24［問：］ 您好！給一個放大器加入一個直流電平來調(diào)節(jié)放大器的offset，且該直流電平通過一個dac產(chǎn)生。dac離該放大器有一定的距離，所以從dac的output到放大器的輸入端大概2000mil的距離。在這個過程中，該長線會引入一些噪聲。請問有什么好的建議來減小該噪聲！謝謝！
?。鄞穑海?這種情況，一般導(dǎo)線并不會引入太大的噪聲，不知道您的DAC是什么精度的DAC，我認(rèn)為，DAC的噪聲應(yīng)該遠(yuǎn)比導(dǎo)線引入的噪聲大得多，所以不必太多考慮導(dǎo)線的問題。
Q25［問：］ 帶寬性能要求與噪聲性能要求沖突時，應(yīng)該如何取舍呢？
?。鄞穑海?根據(jù)你的系統(tǒng)的要求，在二者之間找一個平衡點
Q26［問：］對于噪聲的指標(biāo)有沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)？是否可以不去考慮這么多繁復(fù)的計算公式，直接選擇？
?。鄞穑海?對于噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，都是一樣的，如果您不想考慮太多的公式，那就挑數(shù)字小的就可以。低頻信號就挑Voffset小的，高速一點的就挑噪聲譜密度小的。
Q27 ［問］ 如何消除電源線的高頻干擾？謝謝專家
?。鄞穑海?對于電源，最好在接入芯片緊貼管腳的位置使用2個電容濾波，一般數(shù)據(jù)手冊都會有推薦電路。
Q28［問：］ 如何通過單點接地或者多點接地來消除噪聲，它們有什么區(qū)別？謝謝！
?。鄞穑海?單點接地：指的是只在芯片電源腳處將地接一塊，這是為了防止數(shù)字電源的地回流影響模擬電路的地，也會用在模擬數(shù)字芯片在一塊板子上的情況下，因為兩塊地必須最終連在一起，所以一般選在模擬和數(shù)字地的交界處。多點接地指的是：芯片的接地腳應(yīng)采用就近接地，不要引很長的線再接到地上。
Q29［問：］ 對于噪聲現(xiàn)在我很頭疼，大師能不能就一個具體的電路算一下她的噪聲水平？
比如一個同向放大器她在電路中的輸出噪聲究竟是多少mV？后面我接一個比較器的話，那么這個虛警概率是多少呢？
［答：］ 對于運放噪聲的計算其實跟電路應(yīng)用中有很大差別，建議根據(jù)datasheet中的參考噪聲進(jìn)行估計，并根據(jù)評估板和標(biāo)準(zhǔn)測試方法評估運放的實際噪聲水平。
Q30 ［問］ 能否介紹一下來自傳感器方面的噪音？謝謝！
?。鄞穑海?不同的傳感器會有不同的噪聲功率，包括其內(nèi)部的固有噪聲和外部的干擾噪聲，包括工頻干擾，射頻干擾，你可以針對具體的傳感器看具體的噪聲
Q31 ［問：］ 對于5V供電及參考的8bit或10bit的AD模塊，20KHz信號放大100倍左右，單電源的軌至軌、低噪聲運放比雙電源方案差多少？請列舉出一些滿足要求的單電源、雙電源運放？
［答：］ 用單電源還是雙電源供電對于運放的特性是沒有什么影響的，比如一個標(biāo)稱5V供電的運放，也可以用+/-2.5V供電。對于您提的要求，要選擇增益帶寬積大于等于20KHz*100的運放，建議用ADI網(wǎng)站上提供的參數(shù)搜索功能來選擇合適的運放，滿足帶寬要求的運放有AD8672， AD8605， AD8519等很多。
Q32［問：］ 如何測量噪聲才最準(zhǔn)確，不會引入測量噪聲呢？
?。鄞穑海?如果想得到最準(zhǔn)確的噪音，利用均方根值測量方法，這樣的方法會將所有的噪音都計算在內(nèi)，但是缺點是測量時間較長，數(shù)據(jù)量大。
Q33［問：］ 前級放大器和容性傳感器的功率和噪聲匹配問題，從功率匹配需要高的輸入阻抗，從噪聲匹配又需要和源阻抗匹配，這兩項如何折中考慮？
［答：Nicolle］ 請問傳感器的輸出是什么樣的信號？能否請舉一個具體應(yīng)用的例子來說明這個問題。
Q34［問：］ 能推薦一款簡單可調(diào)（例如用電位器調(diào)節(jié)放大倍率）的射頻低噪聲放大器新片嗎？
?。鄞穑海?不確定你的頻率是多少，高頻的放大器（如ADL5521）一般是固定增益的，當(dāng)然如果頻率不是太高（幾百MHz以下），也可以考慮AD8331，不推薦采用電位器，電位器的有效帶寬一般不大于1MHz
Q35［問］ 運算放大器的輸入級有JFET，MOSFET和雙極晶體管的，從噪音角度看，應(yīng)選用那種輸入的運放？
?。鄞穑海?一般雙極晶體管的噪聲最低。
Q36［問：］ 我正在找一種最平群延時濾波器的設(shè)計方案，ADI能否提供這方面的方案呢？是否有一種低電壓（1.2v）大輸出電流（20mA）的運放呢？
?。鄞穑海?“最平群延時濾波器”應(yīng)該指的是線性相位的濾波器吧，你可以采用貝塞爾濾波器。ADI網(wǎng)站上有個在線的濾波器設(shè)計工具，可以選擇濾波器的響應(yīng)，其中有貝塞爾濾波器。ADI沒有1.2V供電的AMP，最小為1.6V供電，為OP290 。
Q37［問：］ 阻抗噪聲很大的情況下，是調(diào)整設(shè)計電路更換阻抗還是有其他方法？
［答：］ 您指的的放大電路中的Rf，Rg嗎？因為電阻越大，則熱噪聲就越大，這是無法改變的。所以，應(yīng)該根據(jù)具體的情況，來選擇合適的Rf，Rg阻值。
Q38［問：］ 請問電阻噪聲影響選擇什么樣的電阻能夠更好降低電阻噪聲？
［答：］ 跟電阻的材料有關(guān)，比如薄膜電阻，碳電阻比較差。另外，電阻值越大，噪聲越大。
Q39［問］ 請問A/D轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地如何分割才能更好的降低噪聲？
［答：］ 關(guān)于模擬地與數(shù)字地是否需要分割的問題，業(yè)界沒有定論，有的就是一個地平面，有的則分為兩個區(qū)域在AD下面用短線連接，方法比較多樣。主要還是注意模擬和數(shù)字部分器件盡量分開，保持一定距離，模擬信號和數(shù)字信號不要交叉走線，電源的濾波電容要盡量靠近芯片。
Q40 ［問］ 如何布板才能使噪聲降到最小？
?。鄞穑海?這個不是簡單幾句能夠說明白的，如完整的地，去耦，模擬數(shù)字地的劃分等等。
Q41［問：］ 我想問的不是關(guān)于放大器的噪聲，我想問的是如何消除放大器電源和地上的幾百khz 的低頻噪聲??？或者有沒有好的方法濾除這個低頻噪聲？
［答：］ 完好的大地，屏蔽，以及良好的電源去耦
Q42 ［問：］ 對微小信號進(jìn)行放大的時候有什么要注意的地方？在器件選擇和布局布線上有什么要考慮的，貴公司的哪些產(chǎn)品適合此類應(yīng)用？謝謝
?。鄞穑海?如果是低速信號，您最好分析一下系統(tǒng)的噪聲來源，參照研討會中的分析進(jìn)行濾波或者預(yù)先的處理，對于布局布線相對來說要求不是很高。
Q43 ［問：］ 在超低溫或高溫的環(huán)境下，應(yīng)該主要關(guān)注哪兒類噪聲性能？
?。鄞穑海?對于這類情況，溫漂的性能您需要關(guān)注一下。
Q44 ［問：］ 噪聲的分類，在放大器中那些噪聲影響最大？
?。鄞穑海?分為外部噪音和內(nèi)部噪音，內(nèi)部噪音來源于電阻，放大器和ADC。這些參數(shù)對放大器噪聲的影響都很重要，都需要在具體的應(yīng)用中來衡量。
Q45 ［問］內(nèi)部噪聲中的電阻產(chǎn)生的噪聲原理是什么？
?。鄞穑海輧?nèi)部噪聲指信號鏈路中器件本身產(chǎn)生的噪聲。所以電阻噪聲其實就是說放大電路中的Rf，Rg等電阻產(chǎn)生的。其原理就是電阻的熱噪聲。
Q46 ［問：］ 請問我在用到OP4177的時候放大小信號時候應(yīng)該如何減小噪聲？謝謝
?。鄞穑海?運放本身噪聲一般比較小，應(yīng)該注意降低運放輸入端的源噪聲，如電阻熱噪聲，前級放大（如果有buffer的話）的輸出噪聲，在輸入運放前還要根據(jù)運放的帶寬加低通濾波。
Q47［問：］ 在ad620和op07組成的二階或者四階低通濾波器，模數(shù)轉(zhuǎn)換用的是AD7732，基準(zhǔn)電壓用的是AD7732數(shù)據(jù)手冊推薦的芯片，采樣率在250Hz以內(nèi)，微處理控制器是ATMEGA128，當(dāng)?shù)屯V波器的濾波頻率越低，采樣率也越低時，如10Hz采樣4Hz濾波情況，設(shè)備采樣的信號漂移很厲害，請問是什么原因，如何消除，其中四階或者二階濾波器的電容電阻用Microchip的filtercad 輔助計算獲得。
?。鄞穑海?正常情況下，應(yīng)該是采樣率越低，均方根噪聲越小，峰峰值分辨率越高，也就是跳碼情況會改善。
Q48［問：］ 你好我是從事檢測儀器研制的，長期使用ADI公司的放大器和AD轉(zhuǎn)換器，我的問題是儀器的輸入阻抗對采集信號的噪聲有無影響，如何影響如何抑制噪聲？
?。鄞穑海?輸入阻抗肯定不會影響信號的噪聲，但輸入阻抗本身會帶來額外的噪聲，影響精度。
Q49［問：］ 請問：放大器自身的電流噪聲通過何種方案可以降低呢？是在前端進(jìn)行抑制還是后端的過濾？
?。鄞穑海?可以通過降低反饋路徑中的電阻值可以降低電流噪聲。
Q50［問：］ 用一個四運放中的兩個構(gòu)成一個電荷放大器，一個構(gòu)成差分放大，在一個構(gòu)成多路反饋的濾波器。在沒有信號輸入時，有很大噪聲。單電源供電。怎么解決？
［答：］ 這個需要根據(jù)具體運放的型號以及具體電路來分析。
Q51［問：］ 在前端低噪聲設(shè)計上采用雙電源供電設(shè)計和采用單電源供電設(shè)計各有什么優(yōu)勢？
?。鄞穑海?這個取決于輸入信號的范圍和系統(tǒng)的點源設(shè)計。如果輸入信號是雙極性的，有低于0V的電平，那么您需要使用雙電源供電或者在REF管腳提供直流偏置。
Q52 ［問：］ 如何更有效的消除晶體管噪聲？
?。鄞穑篘eil］ 對于一個確定型號的晶體管，受其設(shè)計和工藝限制，噪聲特性已經(jīng)確定了，等到用戶端是無法改變其噪聲性能的。
Q53 ［問：UESTCC3200732］ 為什么AD8221在使用中有大約60uV的低頻抖動？
?。鄞穑海?這個低頻具體是多少赫茲呢？一般這種很可能是周圍環(huán)境耦合進(jìn)來的噪聲，比如50Hz的電力線噪聲，或者60Hz的顯示器刷新頻率噪聲，您可以換個環(huán)境，換個電源測試下看看是否還有這個噪聲。
Q54［問：］ 如何在PCB設(shè)計中克服放大器的噪聲干擾？謝謝
［答：］ 布板的時候讓放大器遠(yuǎn)離大功率高頻的器件，模擬地與數(shù)字地的劃分，電源地去耦等等。
Q55［問：］ 儀表放大器的抗干擾能力與單端放大器相比有什么優(yōu)勢嗎？
?。鄞穑海?儀表放大器相對一般的運算放大器，共模抑制比更強(qiáng)，更適合放大微小的差分信號。
Q57［問：］ 請問在實際電路設(shè)計中應(yīng)該怎樣選擇合適的放大器，比如用一個12位ad轉(zhuǎn)換器采樣幾百毫伏左右信號。應(yīng)該怎么評價放大器噪聲對測量結(jié)果的影響？
［答：］ 這首先要查一下相關(guān)運放的數(shù)據(jù)手冊，找到其電壓和電流噪聲的指標(biāo)（一般給出的是從輸入端看的噪聲密度）。根據(jù)幻燈片中的介紹，結(jié)合具體應(yīng)用中的帶寬和放大倍數(shù)，計算出輸出端的噪聲。當(dāng)然，放大電路中使用電阻的熱噪聲也要考慮在內(nèi)。
Q58［問］ 醫(yī)用方面哪款放大器的噪聲系數(shù)比較好？
?。鄞穑海?你的頻率是多少？你可以看看AD8331系列VGA，或者ADL5521
Q59［問：］ 請問：運放產(chǎn)生噪聲的原理是什么？怎么可以降低？
?。鄞穑海?只要是有源器件，都會有電子的無規(guī)則運動，從而產(chǎn)生噪聲。對于一個特定的運放而言，它產(chǎn)生的噪聲是固定的，只能從外部加濾波器來濾掉感興趣帶寬外的噪聲。
Q60［問：］ 單端輸入時，參考點接地和接偏置直流電壓哪一個更好一些？
?。鄞穑海?主要是取決于您具體的應(yīng)用，如果您希望得到接近于地的參考點，那么就接地。如果您需要得到帶偏置的輸出，可以將參考點接偏置電壓。
Q61 ［問：］ 請問專家，使用軟件如何去除一些內(nèi)部噪聲，降低對ADC結(jié)果的影響？
?。鄞穑海?軟件上，經(jīng)常使用的是取平均的方法，即多采樣幾個點然后做平均。
Q62［問：］ 外來噪聲產(chǎn)生的主要有哪些？受哪些因素和周圍環(huán)境影響？
?。鄞穑海?外接電阻，溫度，電源噪聲，高頻信號耦合到信號輸入、輸出等等。
Q63［問：］ 請問儀表運放輸入要加濾波防止rfi，電阻100k，噪聲會達(dá)到40nv，后面儀表運放選噪聲8nv的是不是就沒有必要了？
?。鄞穑海?在系統(tǒng)中，所有噪聲都是以均放相加的形式相加的。所以儀放的噪聲小還是對整個系統(tǒng)的噪聲性能有幫助的。
Q64 ［問：］ 儀表運放在沒有輸入信號時有很大的50HZ輸出，怎么抑制？
?。鄞穑海?你可以選擇更好的儀表放大器，如AD8221，也可以用硬件或者軟件作notch filter，不過儀表放大器地去耦和模擬部分的布線也是很重要的。
Q65 ［問：］ 我想就運放電路的電流噪聲提問，一般設(shè)計時由于功耗的原因我們會選用大電阻，但是這樣會增大電流噪聲影響的電流噪聲，我想問這個矛盾如何解決？
?。鄞穑海?這是在系統(tǒng)設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，沒有統(tǒng)一的答案，只能根據(jù)您的應(yīng)用需求來具體平衡功耗和噪音。
Q66 ［問］ 接收激光信號的放大器用什么型號比較好呢？
?。鄞穑海?激光信號需要轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流或電壓信號，請根據(jù)電流電壓范圍選擇適當(dāng)?shù)倪\放型號。
Q67［問：］ 請問什么時候選擇儀表放大器比較合適？
［答：］ 信號很小，但是共模干擾很大的場合，如心電、腦電信號。
Q68［問］ 運算放大器的輸入輸出阻抗剛才專家回答我說一個是無窮大，一個是無窮小，但是我沒在做設(shè)計的時候，如果要做阻抗匹配的話，應(yīng)該怎么去設(shè)計呢，難道也是按照無窮大和無窮小設(shè)計嗎 ？
［答：］ 一般應(yīng)用中不需要對運放的阻抗做匹配。對于射頻的放大器，一般都是芯片內(nèi)部已經(jīng)是50ohm匹配好的，比如ADL5521。
Q69［問：］ 作為電荷放大器使用時，輸入阻抗是重要的因素嗎？
［答：］ 輸入阻抗會影響積分的精度和時間，需要進(jìn)行仿真，還要根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行tradeoff。
Q69［問：］ 對于放大電路的正常工作，在選運放的時候要怎樣兼顧失調(diào)電壓和偏置電流的指標(biāo)？
［答：］ 這主要取決于應(yīng)用，比如要檢測一個比較大的電流信號，用取樣電阻將其轉(zhuǎn)換成電壓，而后放大，那么這時偏置電流參數(shù)就不是很重要，因為它在取樣電阻上產(chǎn)生的影響相對較小，再看失調(diào)電壓，它是一個固定的電壓，所以影響也并不大，可以在后續(xù)電路中將其cancel掉，實際上關(guān)鍵的是offset drift，也就是它的溫漂特性，但一般較大的offset都會伴隨產(chǎn)生較大的溫漂，所以這時我們一般要選擇具有較小失調(diào)的運放。
Q70 ［問：］ 高精度測量中運放的噪聲對最終測量結(jié)果的具體影響如何通過定量結(jié)算得出？
?。鄞穑?要考慮的前提就是系統(tǒng)中的噪聲要小于測量分辨率的1個LSB。從運放看，首先要查一下相關(guān)運放的數(shù)據(jù)手冊，找到其電壓和電流噪聲的指標(biāo)（一般給出的是從輸入端看的噪聲密度）。結(jié)合具體應(yīng)用中的帶寬和放大倍數(shù)，計算出輸出端的噪聲。還有，放大電路中使用電阻的熱噪聲也要考慮在內(nèi)。
Q71［問：］放大器的反饋電阻不能太大，那具體的選擇需要參考那些因素呢？儀表放大器的增益電阻選擇是否也有同樣的問題？
?。鄞穑海?主要有電阻的噪聲和電阻與放大器的電流噪聲的乘積決定，以表放大器的增益電阻也會有同樣的問題，但是它不是反饋電阻，所以相對于整個系統(tǒng)而言，影響不是最大的。
Q72［問］ 為什么放大器為高輸入阻抗，低輸出阻抗？
［答：］ 放大器是輸入阻抗越高，從信號源取得的電流就越小，在信號源內(nèi)阻上的壓降也就越小，信號電壓就以最小的損失加到放大器的輸入端。同理在輸出端，輸出阻抗越低，加在輸出內(nèi)阻的電壓損失越小，負(fù)載就會獲得盡可能高的輸出電壓。
Q73［問：］ 反饋電阻是如何計算的？
?。鄞穑海?對于運放來說，反饋電阻跟增益電阻決定了電路的增益，相對信號幅度大小，選擇一個差不多大小的電阻就可以，電阻太大會引入更多噪聲，太小會增加系統(tǒng)功耗。
Q75［問：］ 電路板設(shè)計與電路嘈聲有關(guān)嗎？怎樣實際減少電路嘈聲？
［答：］ 減小噪聲，首先要選擇低噪聲的器件。從電路板布線設(shè)計的角度，主要是考慮避免讓板上高噪聲的電路（比如數(shù)字電路）對低噪聲部分（比如模擬信號）產(chǎn)生干擾。
Q76［問：］ 請問外部噪聲引入目標(biāo)系統(tǒng)的途徑和抑制方法有哪些？謝謝！
?。鄞穑海?取決于噪聲的類型，比如說RFI干擾可以加入RFI濾波器，和電源濾波電容，如果是環(huán)境干擾很大，可以試著使用屏蔽盒等等。
Q77 ［問：］ 如何減小高速ADC的輸入噪聲？
?。鄞穑海?要考慮在ADC前端加合適的抗混疊濾波器。
Q78 ［問：］ 我正在尋找一種50Hz/60Hz的陷波器ADI能否提供一種單芯片解決方案不用外置過多的阻、容即可以實現(xiàn)之間的切換。以配合儀表放大器和ADC采樣間的過度？
?。鄞穑海?你可以參考我們心電參考設(shè)計的陷波電路
Q79 ［問：］在PCB板布線時考慮輸入端地線環(huán)繞布線減少干擾，但系統(tǒng)地線與現(xiàn)場接地相連時引起輸出信號干擾更嚴(yán)重不知什么原因，請專家指導(dǎo)。
［答：］ 有可能是因為現(xiàn)場的地噪聲比較大，您能否測量一下現(xiàn)場的地是否有很大的噪聲，相接的線是否過于長？您最好盡量減小連接線的長度，在接地點連接一個磁珠抑制一下高頻的噪聲，如果現(xiàn)場噪聲實在是過于大，您可以考慮使用隔離期間，隔離開系統(tǒng)的地和現(xiàn)場的地。比如說ADuM系列產(chǎn)品。
Q80 ［問：］ 第一級的增益為全部增益有時可能太大，請問有沒有最大值限制？
［答：］ 對于我們常用的電壓反饋型來說，可配置的增益是受運放的增益帶寬積限制的。比如一個電壓反饋型運放的增益帶寬積是100MHz，輸入信號頻率是10MHz，那么可以配置的最大增益是10，如果要實現(xiàn)更大的增益，就要考慮用多級放大了。
Q81 ［問：］ 項目中應(yīng)用開關(guān)電源供電，產(chǎn)生放大電路輸出含高頻分量，影響信號質(zhì)量，如何處理？請教專家．
?。鄞穑海?把開關(guān)電源遠(yuǎn)離模擬電路，開關(guān)電源地輸出加大濾波力度，你可以嘗試不同的阻容、感容組合；同時模擬電路要做好去耦，一般在電源部分要0.1uF與0.01uF電容并聯(lián)，你可以把0.1uF改為10uF或者100uF嘗試 。
Q82［問：］ 對于放大器本身與周邊大功率散熱器件導(dǎo)致的熱噪聲，對ADI放大器新設(shè)計理念中采取了哪些抑制或是降噪設(shè)計呢？
?。鄞穑海?對于放大器本身，工藝的進(jìn)步和技術(shù)的進(jìn)步使得放大器的噪聲越來越低，至于周邊的大功率器件，只能減少輻射，和減小溫漂來解決。
Q83［問：］ 我想問一下比較器和運放有啥區(qū)別？
?。鄞穑海?運算放大器是一種為在負(fù)反饋條件下工作設(shè)計的電子器件，設(shè)計重點是保證這種配置的穩(wěn)定性，壓擺率和最大帶寬等其它參數(shù)是放大器在功耗與架構(gòu)之間的折衷選擇；相反，比較器是為無負(fù)反饋的開環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)工作設(shè)計的，這些器件通常不是通過內(nèi)部補償?shù)?，因此速度即傳播延遲以及壓擺率（上升和下降時間）在比較器上得到了最大化，總體增益通常也比較小。
Q84 ［問：］ 您好，請舉例說明“將總的增益集中于第一級，有利于減小噪聲”。謝謝。
?。鄞穑海?以兩級放大為例，第一級為G1，噪聲系數(shù)為F1，而第二級的噪聲系數(shù)為F2，那么總的噪聲系數(shù)為如下：
FTOTAL= F1 + （F2 -1）/G1
可見，G1越大，噪聲系數(shù)越小。
Q85 ［問：］ 老師好，我對數(shù)模共地尤其困惑，像0歐電阻共地、通過磁珠共地等，什么樣的共地方式更好些，有什么具體講究沒？謝謝！
?。鄞穑海?磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用，使用時需要預(yù)先估計噪點頻率，以便選用適當(dāng)型號。0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用。
Q86 ［問：］ 噪聲參數(shù)最主要的幾個指標(biāo)是什么分別代表什么？
?。鄞穑海?運放中，要考慮電流噪聲和電壓噪聲。數(shù)據(jù)手冊中，一般會以噪聲密度的形式給出。
Q87［問：］ 在我們的應(yīng)用中采用多圈電位計做角度位置測量，用5V開關(guān)電源供電，測量電壓傳送給MCU進(jìn)行AD采樣，采樣位數(shù)為10bit，但測量對象未運動時采樣值總是有2~4個單位的跳躍，用萬用表測量該電壓則幾乎沒有變化，請問如何在電路上解決跳數(shù)問題？
?。鄞穑海?這個狀態(tài)屬于正?，F(xiàn)象，如果輸入本身沒有引入其他噪聲（可達(dá)到ADC的精度要求），ADC本身也會存在有效位數(shù)的問題，最后一位不穩(wěn)定并不能說明ADC性能不符合指標(biāo)，可以用這個跳躍輸出信號計算ADC的rms噪聲，也可以輸入滿幅的正選波測試一下其動態(tài)性能。
Q88 ［問：］ 在生物電信號中，只要10K的信號通帶1uV的最小信號增益為100時，有沒有更好的放大器？
［答：］ 你可以試試AD8221，它的噪聲密度為8nV/sqrtHz。
Q89 ［問：］ 電阻噪聲是否在一般電路不予以考慮？
?。鄞穑海?一般是這樣，主要是取決于你的應(yīng)用。
Q90［問：］ 能否具體解釋“將增益集中于前級放大會比將增益分配至二級放大有利于減少噪聲”等含義？
?。鄞穑海?放大器的增益會使輸入的噪聲增大，如果增益集中于第一級，引入的噪聲只有前級的，如果增益分布在兩個放大器，則噪音會來自兩級而且同時被放大。
Q91［問：］使用AD8551，傳感器輸出電阻為80K左右，輸出信號為uV，放大100倍，可以嗎？
［答：］ 由于你的傳感器的阻抗很大，它本身引入的噪聲就很大，比你的輸入信號都大，就算是AD8551能做到比較低的噪聲，也是不行的。
Q92［問：］ 傳感器內(nèi)阻100k，輸出uV，如要將其放大100倍，帶寬《10Hz，如何設(shè)計放大電路，如何避免噪聲？
?。鄞穑海?由于傳感器的內(nèi)阻很大，你最好不要使用單端的方法連接電路，對于傳感器位于板外的低噪聲測量應(yīng)用，最好使用儀表放大器之類差分輸入放大器。
Q93［問：］ 噪聲的來源是什么？怎么樣能消除？
?。鄞穑篈DI專家］ 噪聲分為內(nèi)部和外部噪聲，對于外部噪聲我們可以采取濾波的方式減少，而內(nèi)部噪聲，即器件的噪聲則不能消除。
Q94［問：］有沒有一個通用的噪聲單位？
?。鄞穑海?在一般情況下，你應(yīng)用1 kΩ→ 4 nV/√（Hz）公式，即可評估噪聲。
Q95［問：］ 現(xiàn)在許多MCU產(chǎn)品都自帶AD外設(shè)，但市場上還有許多AD轉(zhuǎn)換芯片，比如貴公司的許多高精度轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)品，我比較了一下，專用的AD轉(zhuǎn)換芯片可以把精度和采樣速度做得很高，比如16bit以上，動輒百兆位每秒的采樣速率，而MCU自帶的AD則鮮有14bit以上的，采樣速度也較慢，但是這兩點也不是絕對，新推出的MCU產(chǎn)品在這兩方面的性能指標(biāo)也是不斷提升的，而且較之采用專用AD轉(zhuǎn)換芯片，采用自帶的AD外設(shè)就省去了與MCU接口的麻煩，請問，專用AD轉(zhuǎn)換芯片除了采樣精度、采樣精度稍占優(yōu)勢外，還有什么其他優(yōu)勢？
［答：］ 精度和采樣速度是單片ADC的主要優(yōu)勢，比較我們的ADUC7、8系類的單片機(jī)與相應(yīng)精度的ADC，它們的指標(biāo)差不多，只是對于采樣速率、輸入信號的范圍、通道數(shù)等指標(biāo)會比較靈活，所以具體選擇哪類ADC，還是取決于你的應(yīng)用要求。
Q96［問：］ 請問，車載MP4電路設(shè)計如何處理電路噪聲，電路更安全？
?。鄞穑海?對于車載MP4的電路，主要要處理的就是電磁干擾引入的噪聲，你需要注意各功能模塊在PCB上的分布，可以采取一些電源去耦、屏蔽、濾波等方法去除干擾。
Q97［問：］ how to lower the offset in amplifier？
［答：］ 有極少數(shù)的運放可以在外部進(jìn)行Offset的調(diào)節(jié)，現(xiàn)在運放的Offset一般都會做得很小，如果一定要做調(diào)整，可以在數(shù)字域?qū)ffset去掉。
Q98［問：］ how to reduce the noise in input stage？
?。鄞穑海?輸入極的噪聲與輸入極的電阻，電阻越小，本身產(chǎn)生的噪聲就越小，同時運放的電流噪聲，電壓噪聲要選擇盡量低的型號。
Q99［問：］ 放大器的自激和噪聲抑制
?。鄞穑海?自激的問題要在電路設(shè)計之初進(jìn)行解決，使電路的相位裕度至少大于45度。噪聲首先要選擇低噪聲的運放，其次可以在輸出加濾波器濾除噪聲。
Q100［問：］ 選用高質(zhì)量的電阻可以有效抑制電流噪聲，但是成本就相對高點，請問電阻的選擇如何在成本和品質(zhì)之間均衡呢？
?。鄞穑海?這取決于設(shè)計者的權(quán)衡考慮，即在產(chǎn)品性能和成本之間進(jìn)行選擇。
Q101［問：］ 請重點講解一下在設(shè)計微小信號調(diào)理中元器件本身帶來的噪聲處理方式，以及一個電路中電源噪聲如何更好更優(yōu)的處理。
?。鄞穑海?選擇噪聲小的元件來從源頭上減小噪聲。電源可以用LDO來實現(xiàn)，如果用DC-DC，那么需要在DC-DC，需要在輸出進(jìn)行多極的LC濾波。
Q102［問：］ 在低頻測量情況下，模擬地和數(shù)字地應(yīng)該分開嗎？還是共地？謝謝
?。鄞穑海?模擬數(shù)字地要分開，最后在ADC處連接在一起，比如，您可以看看AD7705這類Sigma-Delta ADC的芯片資料或評估板PCB圖
Q103［問：］ 請問剛才說的1千歐對應(yīng)4NV/根號HZ9千歐對應(yīng)12倍噪聲？
［
答：］ 9千歐對應(yīng)的噪聲為4nV/Hz與3的乘積。
Q104［問：］如何降低器件的內(nèi)部噪聲以及削弱外部噪聲？
?。鄞穑海?首先要找出外部和內(nèi)部的噪音源分別是什么？再根據(jù)具體的噪聲源來采取降噪處理。比如說如果您的電流噪音過大，可以通過減小電阻值的方法。
Q105［問：］ 詳細(xì)說明單電源供電時的一些注意事項？
?。鄞穑海?輸入信號的范圍是否在單電源供電范圍內(nèi)。
Q106［問：］ 怎樣提供放大器的帶寬？
?。鄞穑海?有時最佳帶寬性能的要求可能與最佳噪聲性能的要求相沖突。對于帶寬，我們希望每個增益級具有近似的增益，而對于噪聲，我們則希望第一級具有全部增益。前級應(yīng)用盡可能多的增益
Q107［問：］你好，請問為什么很多噪聲都是以“mv/（根號Hz）”形式表示。謝謝！
?。鄞穑海?只是一種噪聲特性描述的方法之一：頻譜噪聲密度。
Q108［問：］在同相放大器應(yīng)用中，+到地的偏置電阻就成為了放大器的輸入阻抗，在需要高輸入阻抗的應(yīng)用中，該電阻的熱噪聲和放大器的噪聲電流作用產(chǎn)生的噪聲都不可能忽略，怎樣權(quán)衡，但實際應(yīng)用中該電阻是無法省略的，因為需要提供偏置電壓？
?。鄞穑海?根據(jù)具體應(yīng)用是高輸入阻抗還是噪音對您的系統(tǒng)更加重要，來具體權(quán)衡。
Q109［問：］有關(guān)運算放大器的噪聲我應(yīng)該知道些什么 ？
答：首先，必須注意到運算放大器及其電路中元器件本身產(chǎn)生的噪聲與外界干擾 或無用信號并且在放大器的某一端產(chǎn)生的電壓或電流噪聲或其相關(guān)電路產(chǎn)生的噪聲之間的區(qū)別。
干擾可以表現(xiàn)為尖峰、階躍、正弦波或隨機(jī)噪聲而且干擾源到處都存在：機(jī)械、靠近電源線、射頻發(fā)送器與接收器、計算機(jī)及同一設(shè)備的內(nèi)部電路 （ 例如，數(shù)字電路或開關(guān)電源 ）。認(rèn)識干擾，防止干擾在你的電路附近出現(xiàn)，知道它是如何進(jìn)來的并且如何消除它或者找到對付干擾的方法是一個很大的題目。
如果所有的干擾都被消除，那么還存在與運算放大器及其阻性電路有關(guān)的隨機(jī)噪聲。它構(gòu)成運算放大器的控制分辨能力的終極限制。
Q110問：請你講一下有關(guān)運算放大器的隨機(jī)噪聲。它是怎么產(chǎn)生的 ？
答：在運算放大器的輸出端出現(xiàn)的噪聲用電壓噪聲來度量。但是電壓噪聲源和電流噪聲源都能產(chǎn)生噪聲。運算放大器所有內(nèi)部噪聲源通常都折合到輸入端，即看作與理想的 無噪聲放大器的兩個輸入端相串聯(lián)或并聯(lián)不相關(guān)或獨立的隨機(jī)噪聲發(fā)生器。我們認(rèn)為運算放大器噪聲有三個基本來源：
?。?1 ）一個噪聲電壓發(fā)生器 （ 類似于失調(diào)電壓，通常表現(xiàn)為同相輸入端串聯(lián) ）。
?。?2 ）兩個噪聲電流發(fā)生器 （ 類似偏置電流，通過兩個差分輸入端排出電流 ）。
（ 3 ）電阻噪聲發(fā)生器 （ 如果運算放大器電路中存在任何電阻，它們也會產(chǎn)生噪聲。 可把這種噪聲看作來自電流源或電壓源，不論哪種形式在給定電路中都很常見 ）。
運算放大器的電壓噪聲可低至 3 nV/Hz 。電壓噪聲是通常比較強(qiáng)調(diào)的一項技術(shù)指標(biāo)，但是在阻抗很高的情況下電流噪聲常常是系統(tǒng)噪聲性能的限制因素。這種情況類似于失調(diào)，失調(diào)電壓常常要對輸出失調(diào)負(fù)責(zé)，但是偏置電流卻有真正的責(zé)任。雙極型運算放大器 的電壓噪聲比傳統(tǒng)的 FET 運算放大器低，雖然有這個優(yōu)點，但實際上電流噪聲仍然比較大。 現(xiàn)在的 FET 運算放大器在保持低電流噪聲的同時，又可達(dá)到雙極型運算放大器的電壓噪聲水平 。
Q111問：低噪聲系統(tǒng)的設(shè)計技巧有哪些？
答：低噪聲系統(tǒng)設(shè)計的第一個竅門是在前級應(yīng)用中盡可能多的增益，圖4顯示的是一個放大器前端的兩個例子，增益為10。可以看出，將所有增益應(yīng)用于第一級，比將增益分布于兩級要好得多。請注意，有時最佳帶寬性能的要求可能與最佳噪聲性能的要求相沖突。對于帶寬，我們希望每個增益級具有近似的增益，而對于噪聲，我們則希望第一級具有全部的增益。
第二個竅門是注意源阻抗。這樣做有兩個原因：第一，源阻抗越大，則系統(tǒng)噪聲越大；第二，放大器必須與源阻抗匹配良好，如果源阻抗較高，電流噪聲噪聲特性可能比電壓噪聲特性更重要。
第三個竅門是要注意反饋電阻，如果選擇超低噪聲運算放大器，卻使用很大的反饋電阻，則不可能實現(xiàn)低噪聲電路，在同相或反相配置中，注意反饋電阻相當(dāng)于折合到輸出端的噪聲源。而其他電阻則相當(dāng)于輸入端的電壓源，更準(zhǔn)確的說，是反相配置輸入端的電壓源。前文已經(jīng)談到，設(shè)計低噪聲系統(tǒng)時，第一級應(yīng)用有高增益，這種情況下Rg噪聲占主導(dǎo)地位。
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