网站首页
IC库存
IC展台
电子资讯
技术资料
PDF文档
我的博客
IC72论坛
ic72 logo
资料首页最新产品 技术参数 电路图 设计应用 解决方案 代理商查询 IC替换 IC厂商 电子辞典
关键字: 技术文章 PDF资料 IC价格 电路图 代理商查询 IC替换 IC厂商 电子辞典

电阻噪声的基础知识

放大电路的噪声性能受到输入电阻和反馈电阻 Johnson 噪声(热噪声)的影响。大多数人似乎都知道电阻会带来噪声,但对于电阻产生噪声的细节却是一头雾水。在讨论运放的噪声前,我们先做个小小的复习:


电阻的戴维宁噪声模型由噪声电压源和纯电阻构成,如图 1 所示。

 

5e855d61222e8-thumb.jpg

 

噪声电压大小与电阻阻值,带宽和温度(开尔文)的平方根成比例关系。我们通常会量化其每 1Hz 带宽内的噪声,也就是其频谱密度。电阻噪声在理论上是一种“白噪声”,即噪声大小在带宽内是均等的,在每个相同带宽内的噪声都是相同的。


总噪声等于每个噪声的平方和再开平方。我们常常提到的频谱密度的单位是 V/。对于 1Hz 带宽,这个数值就等于噪声大小。对于白噪声,频谱密度与带宽开方后的数值相乘,可以计算出带宽内总白噪声的大小。为了测量和量化总噪声,需要限制带宽。如果不知道截止频率,就不知道应该积分到多宽的频带。

 

5e855d60f1e5b-thumb.jpg

 

我们都知道频谱图是以频率的对数为 x 轴的伯德图。在伯德图上,同样宽度右侧的带宽比左侧要大得多。从总噪声来看,伯德图的右侧或许比左侧更重要。


电阻噪声服从高斯分布,高斯分布是描述振幅分布的概率密度函数。服从高斯分布是因为电阻噪声是由大量的小的随机事件产生的。中央极限定理解释了它是如何形成高斯分布的。交流噪声的均方根电压幅值等于高斯分布在±1σ范围内分布的振幅。


对于均方根电压为 1V 的噪声,瞬时电压在±1V 范围内的概率为 68%(±1σ)。人们常常认为白噪声和高斯分布之间有某种关联,事实上它们没有关联。比如,滤波电阻的噪声,不是白噪声但仍然服从高斯分布。二进制噪声不服从高斯分布,但却是白噪声。电阻噪声既是白噪声也同时服从高斯分布。

 

5e855d611ec66-thumb.jpg

 

纯理论研究者会认为高斯噪声并没有定义峰峰值,而它是无穷的。这是对的,高斯分布曲线两侧是无限伸展的,因此任何电压峰值都是有可能的。实际中,很少有电压尖峰超过±3 倍的均方根电压值。许多人用 6 倍的均方根电压值来近似峰峰值的大小。为了留有足够的裕度,甚至可以用 8 倍的均方根电压值来近似峰峰值的大小。


一个有趣的问题是,两个电阻串联的噪声之和等于这两个电阻和的噪声。相似的,两个电阻并联的噪声之和等于这两个电阻并联后电阻的噪声。如果不是这样,那么在串联或者并联电阻时就会出问题。还好它确实是这样的。


一个高阻值电阻不会因为自身噪声电压而产生电弧和火花。电阻的寄生电容并联在电阻两端,将限制其带宽和端电压。相似的,你可以想象绝缘体上产生的高噪声电压也会被其寄生电容和周围的导体分流。


一个有趣的测验:对于一个开路电阻,并联一个 0.5pF 电容,它的总噪声是多少?

热门搜索:PS240406 SBB830-QTY10 PS480806 02M0500JF RS-1215 01B1001JF 02T1001JF TW-E41-T1 TLP404 02C1001JF BT152-500R/600R TLP604TEL 2320319 TLP606B 02M1001JF CC2544RHBR LC1800 2856142 PS2408RA PS120420 PS120406 ADS1013IDGSR 2839376 2838319 PSF2408
COPYRIGHT:(1998-2010) IC72 达普IC芯片交易网
客户服务:service@IC72.com 库存上载:IC72@IC72.com
(北京)联系方式: 在线QQ咨询:点击这里给我发消息 联系电话:010-82614113 传真:010-82614123
京ICP备06008810号-21 京公网安备 11010802032910 号 企业资质