【導讀】上個(gè)月我們研究了同相放大器的噪聲，但是我忽略了反饋網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)的噪聲問(wèn)題。一位讀者向我提出疑問(wèn)，并希望得到更多詳細信息。那么，在圖1中R1和R2帶來(lái)的噪聲是多少呢？
反相輸入端帶來(lái)的噪聲包含反饋電阻的熱噪聲和運放的電流噪聲在反饋電阻上引起的電壓噪聲。這些噪聲源在輸出端帶來(lái)的噪聲可以使用下列幾個(gè)運放最基本的知識來(lái)估計：
● R1的熱噪聲電壓通過(guò)電路的反相增益-R2/R1放大到輸出端。
● R2帶來(lái)的熱噪聲直接輸出到運放的輸出端。
● 反相輸入端的電流噪聲流過(guò)R2，在運放的輸出端帶來(lái)IN*R2的噪聲。
這些噪聲源是不相關(guān)的，所以它們可以平方根的方式求和。
但是有更直觀(guān)的方法來(lái)看待這個(gè)問(wèn)題。如果這些噪聲源都是在運放的同相輸入端將會(huì )非常方便。輸出噪聲除以同相放大增益，這種歸類(lèi)到輸入端（RTI）的方法可以方便地比較噪聲源和輸入信號。
反相輸入端的噪聲與R1和R2的并聯(lián)值有關(guān)。當歸類(lèi)到同相輸入端時(shí)， R1和R2疊加起來(lái)的熱噪聲歸類(lèi)到輸入端（RTI）噪聲等于R1和R2并聯(lián)電阻的熱噪聲。反相輸入端的電流RTI噪聲等于IIN* (R1||R2) 。這些都與R1||R2相關(guān)。
這個(gè)結果揭示了一個(gè)重要的低噪聲設計因素。使（R1||R2）<<RS, R1和R2的RTI噪聲可以忽略。如果（R1||R2）等于RS，反饋網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)的噪聲與信號源輸出阻抗的噪聲相同。對于一些設計來(lái)說(shuō)，這個(gè)噪聲可能太大了。
在高增益時(shí)，可以很容易地得到較低的并聯(lián)電阻。R1可以遠小于RS且R2可以很大。在中等增益時(shí)，要得到較低的并聯(lián)電阻變得較難。增益為2（R1等于R2時(shí)）是最差的情況。舉個(gè)例子，如果你希望得到100歐姆的并聯(lián)電阻，R1和R2需要為200歐姆。
反饋網(wǎng)絡(luò )給運放帶來(lái)了一個(gè)400歐姆的負載，在大多數情況下，這個(gè)負載電阻值太小了。當R1大而R2小的時(shí)候，可以比較容易地讓增益接近1。這種情況并不多見(jiàn)，因為你通常希望在低噪聲的第一級得到較大的增益。
注意一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，R2變大時(shí)，輸出噪聲并沒(méi)有增加。如果通過(guò)增加R2，減小R1來(lái)得到更高的增益，此時(shí)并聯(lián)電阻不變，噪聲將會(huì )保持不變。
你可以下載一個(gè)Excel文件來(lái)估算這種普遍在運放輸入級存在的噪聲，包括運放和信號源阻抗噪聲。它能夠估算出每個(gè)噪聲源所占的比列并且畫(huà)出在一定信號源阻抗范圍內的總噪聲曲線(xiàn)，還能計算出由運放電路噪聲疊加到信號源熱噪聲上而產(chǎn)生的噪聲系數（dB）。這是個(gè)運放噪聲性能分析的便利工具。利用這種方工具不斷修改你的電路，你將很快地找到存在的問(wèn)題并且做一些權衡。
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