045 仪表放大器噪声有哪些?
仪表放大器噪声模型如图1-15所示。
图1-15 仪表放大器噪声模型
输入电压噪声有两个来源。第一个来源表示为与输入端串联的噪声源 V NI ,就如常规运算放大器电路中一样。该噪声由仪表放大器增益 G 反映到输出端。第二个噪声源是输出噪声 V NO ,表示为与仪表放大器输出端串联的噪声电压。输出噪声(此处表示为 V OUT )可以通过除以增益 G ,从而折合到输入端。
与输入噪声电流 I N+ 和 I N- 关联的噪声源也有两个。尽管 I N+ 和 I N- 通常相等( I N+ ≈ I N- = I N ),但它们却不相关,因此两者所产生的噪声必须以和方根(RSS)的方式求和。 I N+ 流过 R S 的一半, I N- 流过 R S 另一半。结果会产生两个噪声电压,其幅度各为 I N R S /2。这两个噪声源分别由仪表放大器增益 G 反映到输出端。
总输出噪声是通过和方根形式对全部四个噪声源求和的方式算出的。
如果 I N+ = I N- = I N ,则
要求总噪声(折合到输入端(RTI)),只需将上述表达式除以仪表放大器增益 G 即可。
仪表放大器数据手册通常会把总电压噪声RTI表示为增益的函数。噪声频谱密度同时包括输入( V NI )和输出( V NO )噪声贡献。输入电流噪声频谱密度分开规定。
就如同在运算放大器中一样,必须将总仪表放大器噪声RTI在适用仪表放大器闭环带宽内进行积分,从而算出一个和方根值。带宽可以根据数据手册典型确定,其中将频率响应表示为增益的函数。
对于该带宽,计算时务必小心,因为其通常不是恒定带宽积关系(如VFB运算放大器即是如此)。对于AD620仪表放大器系列,增益带宽模式更像一个CFB运算放大器。在这种情况下,预测给定增益下带宽最安全的做法是使用数据手册中提供的曲线。