运算放大器电路固有噪声的分析与测量（八）

U2输出端的低通滤波器将带宽限制在100Hz。该滤波器消除了较高频率噪声，并显示出爆米花噪声（如果没有出现爆米花噪声则为1/f噪声）。根据具体应用，可以在10Hz到1000Hz的范围内，对这种滤波器进行调节。一个10Hz低通滤波器具有一些衰减60Hz拾取的优点。但是，其也有模糊一些高频率猝发的缺点。一个1000Hz低通滤波器将捕获高频率猝发，但同时也开始含有极大的宽带噪声。100Hz滤波器是一款介于10Hz和1000Hz滤波器的折中方案。但是，您可能想通过做实验来观察使用哪一种可以获得测量的最佳结果。



图8.5测量运算放大器电压爆米花噪声的试验台测试

U2之后是一个0.003Hz的HPF。该滤波器是使用一个陶瓷电容器和示波器输入阻抗构建而成的。需要注意的是，并联的数个小陶瓷电容器可用于构建大陶瓷电容器（例如：4x5uF）。该高通滤波器用于消除DC偏移，这种偏移将可能会比测量出的噪声大得多。使用这种滤波器将允许使用最佳示波器范围测量出噪声信号。在本例中，DC输出偏移大约为2V，该噪声拥有一个340mVpp的幅度。0.003HzHPF不但去除了2VDC组件，而且还允许您在200mV示波器刻度上观察340mVpp信号。

利用输入偏移并将其与总增益相乘，您就可以轻松地估计出可能的输出偏移。图8.6显示了这种计算方法。需要注意的是，该输出偏移没有将运算放大器驱动至电源轨（本例为功率电感器+/-15V）。如果输出偏移接近电源轨，那么您将有广州电感厂必要减少增益或U1和U2之间的AC耦合。还需要注意的是，当该电路首次被上电时，将需要对滤波器电容C2充电至输出偏移电压，这样将需要大量的时间（大约为5分钟）。图8.6还给出了充电时间的计算方法。


图8.6运算放大器电压爆米花噪声试验台测试的相关计算

图8.7显示了测量运算放大器(U1)电压爆米花噪声的生产设置。试验台测试设置和生产测试设置之间的主要区别在于生产测试中采用了数字滤波器。数字滤共模电感器波器使用数学方法来过滤数字化数据。因此，这些数字滤波器不具备模拟滤波器的长充电时间。这样就保持了较短的测试时间（也即低了成本）。在本例中，该测试设备使用一个可编程增益放大器(PGA)来将噪声放大到一个容易测量的级别。基架DAC可以被用于消除输出偏移。该最终测试方法是许多生产测试系统的典型方法。但是，这些方法将随系统的不同而各异。



图8.7测量电压爆米花噪声的生产设置


电流爆米花噪声的试验台测试及生产测试

图8.8显示了测量一个放大运算器(U1)的电流爆米花噪声的试验台设置。请注意，一个1MΩ电阻器与两个输入端串联。该1MΩ电阻器放大了电流噪声，从而使其成为输出端的主要噪声。请注意，该配置将会找出两个输入端上的爆米花噪声。由于噪声可能与任何输入端相关联，因此这一点是很重要的。两个输入端都应进行检查。图8.9图解说明了电流噪声与输入电阻呈线性增长，同时，热噪声与输入电阻的平方根成比例地增长。因此，如果您将输入电阻增加到一定值，您就可大电流电感以使电流噪声成为主要噪声。图8.10给出了一些方程式，以帮助您选择一个使电流噪声成为主要噪声的输入电阻。


图8.8测量仪表放大器电流爆米花噪声的试验台测试


图8.9噪声随着输入电阻呈线性增长



图8.10选择输入电阻的方程式

请注意，图8.8所示用于测量电流爆米花噪声的电路并不需要次级增益，这是因为输入电阻器可以用作电流噪声和偏置电流的一个增益。电流噪声测量电路具有与应用于电压噪声电路一样的滤波器。0.003Hz的高通滤波器消除了DC输出偏移。DC输出偏移一般是由流经输入电阻器的偏置电流产生的。位于U1输出端的低通滤波器将带宽限制为100Hz。该滤波器不但消除了较高频率的噪声，而且还可以显示出爆米花噪声（如果没有工字电感器任何爆米花噪声，则显示为1/f噪声）。图8.11给出了与图8.8中所示电流爆米花噪声测量电路相关的滤波器的计算方式。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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