測(cè)量超低噪聲的OP放大器噪聲測(cè)量電路
電路的功能
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/188013.htm采用OP放大器的直流放大器,失調(diào)漂移固然重要,而低頻噪聲也必須小。不同種類的OP放大器基噪聲差別很大,必須進(jìn)行實(shí)測(cè),以掌握具體參數(shù)。本電路是OP放大器的噪聲電壓測(cè)定電路,測(cè)量帶寬為0.1HZ~10HZ,側(cè)重低頻噪聲。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/測(cè)量">測(cè)量結(jié)果是低頻的,不能用普通毫伏計(jì)或電平測(cè)量儀來(lái)指示,可使用筆式記錄儀或示波器來(lái)記錄或顯示。
電路工作原理
要把被測(cè)量(DUT)IC的噪聲電壓放大10,000倍,如使用失調(diào)電壓VOO大的OP放大器就有可能飽和,這時(shí)要增加失調(diào)調(diào)節(jié)電路或者把放大倍數(shù)降到100倍。
濾波放大器的放大倍數(shù)為5倍,所以總的放大倍數(shù)是50,000倍(94DB)。測(cè)得的電壓E除以50.000得到的值就相當(dāng)于輸入換算噪聲電壓。
低通濾波器由R3、C2和R5、C4構(gòu)成,時(shí)間常數(shù)均為16.9HZ,高通濾波器為一級(jí)CR濾波器,C5、C6、R7(假定與1M的輸出阻抗并聯(lián),阻值取110K)的時(shí)間常數(shù)大約為0.07HZ。
為了測(cè)定失調(diào)電壓,可和數(shù)字電壓表測(cè)量R3點(diǎn)的輸出,測(cè)量結(jié)果被10.000除,即可得到輸入換算失調(diào)電壓。
組裝注意事項(xiàng)
為了測(cè)量非常微弱的電壓,必須采用穩(wěn)定而且噪聲小的電源。DUT周圍很容易串入外來(lái)噪聲,所以本電路應(yīng)全部放大金屬盒內(nèi),插入被測(cè)IC后,加蓋再進(jìn)行測(cè)量。
注釋
最佳信號(hào)源電阻和NF
在低噪聲電路中,只使用低噪聲OP放大器還不能說(shuō)明是完善的,對(duì)于OP放大器來(lái)說(shuō),除用輸入換算噪聲電壓表示噪聲特性外,在高阻抗電路中還有重要的輸入換算噪聲電流IX。
信號(hào)源電阻R3是傳感器等的阻抗,如果知道了該電阻的阻值,便可對(duì)高阻抗電路進(jìn)行計(jì)算,通常用下式表示:
式中EI為信號(hào)源產(chǎn)生的熱噪聲,它由信號(hào)源電阻決定,從這角度看,采用低阻抗有好處,但是這時(shí)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)電壓也會(huì)變小。
在上式中重要的是EN與IN.RE的關(guān)系,當(dāng)EN=IX.R1時(shí),噪聲指數(shù)最小,因此最佳信號(hào)源電阻應(yīng)為R3=EN/IN。低噪聲OP放大器基數(shù)據(jù)表中已列出了EN和EN值。雙極型OP放大器的EN值較小,而FET輸入式OP放大器的IN值較低,可根據(jù)使用要求加以選用,即信號(hào)源電阻RS小的低阻抗電路應(yīng)采用雙極型輸入OP放大器,而在高阻抗電路中,IN起支配作用,宜選用FET輸入型OP放大器。
評(píng)論