噪聲是電子設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品的性能至關重要，這里我們以問答形式對放大器噪聲原理進行闡述，并闡述一些如何處理放大器噪聲等實用技巧。

　　Q1 ［問：］ 放大器的內部噪音如何進行精確測量？它和那些因素有關？在測試時需要注意那些問題？

　　［答：］ 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，主要應參考哪兒個噪聲參數呢？

　　［答：］要考慮傳感器，電阻，放大器和ADC的各個噪音參數。

　　Q3［問：］ 可否詳細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。

　　電壓噪聲規格在數據手冊中，通常以兩種方式表示。查看數據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，對于運算放大器數據手冊，這幾乎是默認的習慣算法。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噪聲看做出現在放大器正輸入端的噪聲，如果以這一假設分析電路，應當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行縮放，其他噪聲則與增益無關，這里與增益噪聲相關的噪聲量顯示為eNI，與增益無關的噪聲量顯示為eNO。數據手冊中有二者關系公式。

　　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，產生電壓噪聲。譬如，大多數源電壓具有一定的電阻。畢竟，將高阻抗信號源轉換為低阻抗信號源是使用運算放大器的原因之一。電流噪聲流經與放大器相連的電阻，產生電壓噪聲。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，電流噪聲流經反饋電阻的并聯組合，在輸入端產生一個額外噪聲源，然后此噪聲源經放大器放大到達輸出端。

　　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表達出來。其低噪跟放大倍數的關系？謝謝

　?。鄞穑海?通常，對于運放器件，我們認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據手冊來查詢具體的數值）。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，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。

　　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，建議你仔細檢查一下電路設置，尤其是增益配置，盡量將其配置成增益大于1，以提高電路的穩定性，如果是電阻熱噪聲大的話，可以考慮適當降低阻值，運放本身的特性是無法改變的。

　　Q6［問：］ 如何降低器件的內部噪聲以及削弱外部噪聲？

　?。鄞穑海?器件的內部噪聲改變不了，你可以通過選擇外部的帶寬來限制外部的噪聲

　　［Q7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計相矛盾，請問怎樣合理解決這個問題。

　　［答：］ 您好，容性傳感器本身會根據其容值的大小，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，模數轉換用的是AD7732，基準電壓用的是AD7732數據手冊推薦的芯片，采樣率在250Hz以內，微處理控制器是ATMEGA128，輸出的波形會產生一秒鐘一次（1Hz）的向上脈沖噪聲，經檢查肯定是內部電路產生的噪聲，但不知道是什么引起的，請問是什么原因產生這噪聲，如何消除？

　　［答：］ 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！

　?。鄞穑?知道了噪聲的來源，您需要分析，系統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！

　?。鄞穑海?一般增益帶寬積和噪聲是很難同時達到最高性能的，取決于您系統精度和帶寬的需要，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？

　　［答：］ 系統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，在實際設計電路時，有啥具體意義？

　?。鄞穑海?可以對你處理系統的噪聲有幫助，對于高精度的設計，噪聲參數很重要。

　　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：］ 放大器中還能應用電容和電感器件，這兩種元件的噪音如考慮和描述？

　　［答：］ 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：］ 信號源的內阻有500M歐，信號大小50mv左右，如何設計放大電路及設計PCB

　　［答：］ 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：］ 剛入門，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？

　?。鄞穑?放大的是電壓還是電流與供電電壓無關，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？在做設計時，哪些對噪聲的影響是需要特別注意的？

　　［答：］ 在大多數的情況下是可以忽略溫度的影響的。在設計時，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系。謝謝！

　?。鄞穑海?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系。

　　Q20［問：］ 差分信號進入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：］ 在電路設計中，實際調試時經常會出現信號串擾的問題，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擾的問題。

　　Q22［問：］ 高帶寬下，如何能降低噪聲呢？

　　［答：］ 帶寬盡量設計窄一點，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，噪聲跟運放內部結構、增益、帶寬等相關，運放噪聲大小沒有一定之規，應用是還是依據datasheet上的等效輸入噪聲來衡量。