一、噪声
运放的噪声分为：
1、电压噪声en_v；
2、电流噪声在电阻Rs和R1//R2上产生的等效噪声en_i；
3、电阻的热噪声enr。
总输入噪声计算公式：en_in=sqrt（env^2+eni^2+enr^2）
总输出噪声计算公式：en_out=sqrt[（env*G）^2+(eni*g)^2+（enri*(G-1)）^2+enr2^2+(enrs*G)^2]
一般认为峰值噪声en_out_pp=6*en_out
二、噪声单位
由于噪声不是单一频率的量，通常噪声都是多个频率分量的叠加，所以一般手册上不会给出噪声的具体数值，一般会给出在频谱上的噪声密度的值，电压噪声单位nv/sqrt(Hz)，电流噪声单位pA/sqrt(Hz)。
三、噪声带宽
噪声带宽和小信号带宽有差异（通常是滤波器截止频率），噪声带宽类似理想滤波器带宽。滤波器的阶数越高，fH越接近噪声带宽BWn，它们有数量等式关系：
BWn=Kn*fH
下面举例：
比如有一个运放的单位增益带宽是200MHz，把该运放接成10倍放大器，则该10倍运算放大器理论带宽是200/10=20MHz，把运放看成一阶滤波器，Kn=1.57，所以该运放的噪声带宽是1.57*20MHz=31.4MHz。
四、噪声有效值计算
噪声分两类：闪烁噪声（1/f噪声）和带宽噪声（恒定值）
下面一步一步计算：
1、计算带宽噪声
上图是运放的噪声频谱密度，图中的2.6nV/sqrt（Hz），2.7pA/sqrt（Hz）是电源、电流带宽噪声。
电压带宽噪声en_BB=2.6nV*sqrt（31.4MHz）=14.57uV；
电流带宽噪声in_BB=2.7pA*sqrt（31.4MHz）=15.13uA；
（上式中的31.4MHz是噪声的带宽）
2、计算闪烁噪声（1/f噪声）
首先需要知道1Hz的噪声，以及起始频率和截止频率，一般起始频率0.1Hz，截止频率是BWn。
电压闪烁噪声公式：en_f=e_fnorm*sqrt[Ln（fH/fL）]，fnorm是1Hz时的噪声密度。
如果读不出1Hz电压噪声密度，比如读到100Hz电压噪声密度是20nV/sqrt（Hz），则计算1Hz电压噪声密度为20nV*sqrt（100）=200nV。
以上举例：en_f=200nV*sqrt[Ln（31.4MHz/0.1Hz）]=0.88uV；
电流闪烁噪声忽略不计。
所以，
总电压噪声en_v=sqrt（14.57^2+0.88^2）=14.59uV；
总电流噪声en_i=in_BB=15.13nA。
五、电阻热噪声
计算公式：en=sqrt（4*k*T*R*det f）
K——玻尔兹曼常数，1.38*10^-23
T——绝对温度，273
R——电阻值
det f——带宽
举例：设Rs=50Ω，R1=100Ω，R2=900Ω，温度25℃。
en_rs=sqrt（4*K*T*det f）=sqrt（4*1.38*10^-23*50*31.4*10^6）=5.099uV，同理en_r1=7.18uV，en_r2=21.5uV。
六、总噪声计算
en_out=sqrt[（en_v*G）^2+（en_i*G）^2+[en_r1*（G-1）]^2+（en_r2）^2+（en_rs*G）^2 ]
=sqrt[（14.59*10）^2+(15.13/1000*50*10）^2+（15.13/1000*（100//900）*10）^2+（7.18*9）^2+21.5^2+（5.099*10）^2]
=sqrt[21286.81+57.23+185.4+4175.7+462.25+2599.98]
=sqrt（28767）
=169.6uV
所以运放后面要是接ADC时，注意LBS>=169uV才是OK的，否则没有意义了。
七、软件计算噪声的方法
手动计算我们知道就可以了，一般我们通过软件计算。
计算噪声软件：4812.Flicker Noise v1
软件获取链接：https://pan.baidu.com/s/1B2KNJmLWSdz3YAFhYNy5wg
提取码：支付3积分后私信我获取，嘿嘿！
版权声明：本文为TaylorLi421原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。