最佳噪聲性能的信號調理(05-100)

　　在測量毫伏級信號時，希望設計最低成本的信號調理電路來達到所要求的精度。

　　為了測量信號到所標定的分辨率，可以用高分辨率轉換器，或在測量前放大信號，用較低成本、較低分辨率的ADC。其選擇部分地依賴于元件成本和元件數,而容易組裝是更重要的。在之前增加放大可降低所需分辨率,但也會降低滿標輸入范圍。例如,用增益放大器放在位(滿標范圍)前面,將使電路分辨率從增加,同時,電路滿標輸入范圍降到。在小信號范圍下,需要用放大器和少量電阻來放大信號。這樣可以滿足設計低成本的目標。

　　放大器模式

　　1)。選擇,,設置信號增益為。輸出時有噪聲,不能測量小信號精度像希望的那樣。噪聲來自何處?下面將說明此電路噪聲源,這將有助于選擇最好的元件,使設計具有最佳的噪聲性能。

　　60Hz拾取、和引起的失真。這些寄生源是決定性的,它們可以模擬位于電路適當位置的單獨電壓和電流源。這些寄生信號與頻率有關,可表示為運放輸入處所輸入的電壓或電流源。在探測信號調理電路輸入時,所得到的信號很純。但在探測輸出時存在很多噪聲。用低噪聲放大器有助于降低噪聲,最好性能的放大器成本非常高。圖示出增益的放大器輸出噪聲與噪聲密度關系。

 

　　圖1 非倒相和倒相增益配置

 

　　圖2 增益1000放大器輸出噪聲與噪聲密度關系

　　影響噪聲的因數

　　1加上噪聲源變為圖(其中表示在節點的源電阻)。這里有個分離噪聲源：個電阻熱噪聲,運放電壓噪聲卻有自己的貢獻。一般用在有關輸入的表示噪聲,但往往計算輸出噪聲()更簡單,用除放大器噪聲增益得到噪聲。