【知识点】放大器的噪声和内部噪音的分类

Q41[Q:]我不是在问放大器噪声，我是在问如何消除放大器电源和地的几百khz的低频噪声！ 或者有什么好的方法可以过滤掉这种低频噪音？

[答案：]良好的接地、屏蔽和良好的电源去耦

Q42【问：】放大微小信号需要注意什么？器件选择和放置注意事项有哪些，贵公司的哪些产品适合此类应用？谢谢

【答：】如果是低速信号，最好对系统的噪声源进行分析，参考研讨会上的分析进行滤波或预处理。对布局布线的要求相对较低。 .

Q43 [Q:]在超低温或高温环境下，应该主要关注什么样的噪声性能？

[答案：]这种情况，需要注意温漂的表现。

Q44【问：】噪声的分类，哪种噪声对功放影响最大？

[答案：]分为外部噪声和内部噪声，内部噪声来自电阻、放大器和ADC。这些参数对放大器噪声的影响很重要，需要在具体应用中进行测量。

Q45【问】内部噪声中电阻产生噪声的原理是什么？

【答案：】内部噪声是指设备本身在信号链中产生的噪声。因此，电阻噪声实际上是指放大电路中产生了Rf、Rg等电阻。原理就是电阻的热噪声。

Q46 [Q:] 使用OP4177放大小信号时，应该如何降低噪音？谢谢

【答：】运放本身的噪声一般比较小，要注意降低运放输入端的源噪声，如电阻热噪声，以及输出端的噪声。前置放大器（如果有缓冲器）。在运放前，应根据运放的带宽加低通滤波。

Q47[Q:]ad620和op07组成的二阶或四阶低通滤波器，AD7732用于模数转换，参考电压为AD7732数据手册推荐的芯片采样率在250Hz以内，微处理器控制器为ATMEGA128。当低通滤波器的滤波频率较低时，采样率也较低。例如，在10Hz采样和4Hz滤波的情况下，器件采样的信号漂移非常严重。原因是什么以及如何？抵消，其中四阶或二阶滤波器的电容和电阻是借助 Microchip 的 filtercad 获得的。

【答案：】一般情况下，采样率越低，rms噪声越小，峰峰值分辨率越高，意味着跳码情况会有所改善。

Q48[Q:]你好，我是从事检测仪器开发的。我用ADI的功放和AD转换器很久了。我的问题是仪器的输入阻抗是否会影响采集信号的噪声。它如何影响噪声的抑制方式？

【答案：】输入阻抗肯定不会影响信号的噪声，但输入阻抗本身会带来额外的噪声，影响精度。

Q49[Q:] 请问：如何降低功放本身的电流噪声？是前端抑制还是后端过滤？

[答案：]通过降低反馈路径中的电阻值，可以降低电流噪声。

Q50[Q:] 四运放中的两个组成电荷放大器，一个组成差分放大器，另一个组成多反馈滤波器。当没有信号输入时，会有很多噪音。单电源。如何处理？

【答：】能否把具体的运放型号和电路发给hanxiurong@elecfans.com

Q51[Q:]前端低噪声设计采用双电源设计与使用单电源设计相比有什么优势？

[Answer:] 这取决于输入信号的范围和系统的点源设计。如果输入信号是双极性的，电平低于 0V，则需要使用双电源或在 REF 引脚上提供直流偏置。

Q52 [Q:]如何更有效地消除晶体管噪声？

【答案：Neil】对于某类晶体管，由于其设计和工艺的限制，噪声特性已经确定，直到用户端才能改变噪声性能。

Q53【问：UESTCC3200732】为什么AD8221在使用过程中会有60uV左右的低频抖动？

[答案：] 这个低频是多少赫兹？一般来说，这很可能是从周围环境耦合进来的噪声，例如 50Hz 电源线噪声，或 60Hz 显示刷新频率噪声。可以换个环境，换个电源，测试一下噪音是否还存在。

Q54[Q:] PCB设计中如何克服功放的噪声干扰？谢谢

【答：】在布板、分模拟地和数字地、去耦电源地等时，使放大器远离大功率和高频器件。

Q55[Q:]仪表放大器的抗干扰能力与单端放大器相比有什么优势吗？

【答：】与普通运算放大器相比，仪表放大器具有更强的共模抑制比，更适合放大微小的差分信号。

Q56[Q:] 有适合音频的前置放大器吗？请推荐一个。谢谢！

【答案：】你可以关注电子爱好者的网站。

Q57[Q:]在实际电路设计中如何选择合适的放大器，例如使用12位AD转换器对几百毫伏左右的信号进行采样。如何评估放大器噪声对测量结果的影响？

【答案：】首先，查看相关运放的数据手册，找到它的电压和电流噪声指标（一般给出的是从输入端看的噪声密度）。根据幻灯片中的介绍，计算输出端的噪声，并结合具体应用中的带宽和放大率。当然，放大器电路中使用的电阻器的热噪声也被考虑在内。

Q58[Q]医疗领域哪个放大器的噪声系数更好？

[答案：] 你的频率是多少？你可以看看AD8331系列VGA，或者ADL5521

Q59[Q:] 请问：运放产生噪声的原理是什么？怎么降低？

【答案：】只要是有源器件，就会有电子的随机运动，产生噪声。对于特定的运放，它产生的噪声是固定的，只能添加外部滤波器来滤除感兴趣带宽之外的噪声。

Q60[Q:]单端输入时，参考点接地和偏置直流电压哪个更好？

[Answer:] 主要看你的具体应用，如果你想要一个靠近地面的参考点，那么接地。如果需要偏置输出，可以将参考点连接到偏置电压。

Q61[Q:]请教专家，如何通过软件去除部分内部噪声，降低对ADC结果的影响？

[答案：]在软件中，经常使用取平均值的方法，即采样几个点，然后取平均值。

Q62[Q:]外部噪声的主要来源是什么？受哪些因素和周围环境影响？

[答案：]外部电阻、温度、电源噪声、高频信号耦合到信号输入、输出等

Q63[Q:]我想在仪器运放的输入端加滤波防止rfi，阻值为100k，噪声会达到40nv。

[答案：]在系统中，所有的噪声都是以齐次相加的形式相加的。因此，仪表放大器的低噪声有助于提高整个系统的噪声性能。

Q64【问：】仪器运放在无输入信号时输出50HZ大，如何抑制？

[Answer:] 可以选择更好的仪表放大器，比如AD8221，或者使用硬件或软件作为陷波滤波器，但是仪表放大器的去耦和模拟部分的接线也很重要。

Q65 [Q:]我想问一个关于运放电路电流噪声的问题。一般我们在设计中会因为功耗的原因选择大电阻，但是这样会增加受电流噪声影响的电流噪声。想问如何解决这个矛盾？

[Answer:] 这是系统设计中经常遇到的问题。没有统一的答案。您只能根据您的应用要求平衡功耗和噪声。

Q66【问】接收激光信号的放大器用什么型号比较好？

【答：】激光信号需要转换成相应的电流或电压信号，请根据电流电压范围选择合适的运放型号。

Q67[Q:]什么时候应该选择仪表放大器？

【答：】信号很小，但是共模干扰很大，比如心电、脑电信号。

Q68【问】运算放大器的输入输出阻抗刚刚好 专家回答我一个是无穷大一个是无穷小，但是我不设计的时候，如果要做阻抗匹配，应该怎么做我设计的，是不是也是按照无穷大和无穷小的设计的？

[Answer:] 一般应用中，运放的阻抗是不需要匹配的。对于射频放大器，芯片一般已经是50欧匹配的，比如ADL5521。

Q69[Q:]作为电荷放大器使用时，输入阻抗是否重要？

[Answer:] 输入阻抗会影响积分的精度和时间。需要根据系统指标进行模拟和权衡。

Q69[Q:]对于放大器电路的正常工作，在选择运放时如何考虑失调电压和偏置电流的指标？

[答案：]这主要取决于应用程序。比如要检测一个比较大的电流信号，用采样电阻转换成电压，然后放大，那么此时偏置电流参数就不是很重要了。 ，因为对采样电阻的影响比较小，再看offset电压，是固定电压，所以影响不大，可以在后续电路中取消，其实关键是offset漂移，也就是它的温漂特性，但一般较大的失调会伴随较大的温漂，所以我们一般选择失调较小的运放。

Q70 [Q:] 高精度测量中运放的噪声对最终测量结果的具体影响如何量化解决？

[Answer] 需要考虑的前提是系统中的噪声小于测量分辨率的1 LSB。从运放的角度来看，首先查看相关运放的数据手册，找到其电压和电流噪声的规格（一般给出从输入端看到的噪声密度）。结合具体应用中的带宽和放大倍数，计算输出端的噪声。此外，还应考虑放大器电路中使用的电阻器的热噪声。

Q71[Q:]放大器的反馈电阻不宜过大。具体选择应该参考哪些因素？仪表放大器增益电阻的选择是否也存在同样的问题？

【答案：】主要是由电阻的噪声和放大器的电阻与电流噪声的乘积决定的，仪表放大器的增益电阻也会有同样的问题问题，但不是一个反馈电阻，所以它对整个系统的影响并不是最大的。

Q72[Q]放大器为什么输入阻抗高输出阻抗低？

【答案：】放大器的输入阻抗越高，从信号源汲取的电流越小，信号源内阻两端的压降越小，信号电压就会加到信号中损失最小的来源。放大器输入。同样，在输出端，输出阻抗越低，加在输出内阻上的电压损耗就越小，负载将获得尽可能高的输出电压。

Q73[Q:]反馈电阻是如何计算的？

[Answer:] 对于运放来说，反馈电阻和增益电阻决定了电路的增益。相对于信号的大小，可以选择大小相近的电阻。太大的电阻会引入更多的噪声。太小会增加系统功耗。

Q74 [Q:]ADI有没有相关的运放计算软件？

[答案：]欢迎电子爱好者。

Q75[Q:]电路板设计是否与电路噪声有关？我怎样才能真正降低电路噪声？<​​/p>

【答案：】要降低噪音，首先要选择低噪音的设备。从电路板布局设计来看，主要考虑的是避免高噪声电路（如数字电路）对板上低噪声部分（如模拟信号）的干扰。

Q76[Q:] 将外部噪声引入目标系统的途径和抑制方法有哪些？谢谢！

[答案：] 这取决于噪音的类型。例如，RFI 干扰可以添加到 RFI 滤波器，以及电源滤波电容。如果环境干扰很大，可以尝试使用屏蔽箱等。

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Q77 [Q:]如何降低高速ADC的输入噪声？

[答案：] 考虑在 ADC 前端添加合适的抗混叠滤波器。

Q78 [Q:] 我正在寻找 50Hz/60Hz 陷波滤波器。 ADI 能否提供一个单芯片解决方案，可以在它们之间切换，而无需添加过多的外部电阻和电容？ 为了匹配仪表放大器和 ADC 采样之间的转换？

[Answer:]您可以参考我们ECG参考设计的陷波电路。

Q79【Q:】考虑输入端的地线环绕布线，以减少PCB板布线时的干扰，但系统地线连接到现场地时输出信号干扰更严重。

[答：]可能是因为现场地面的噪音比较大。能否测量现场地面是否有很大的噪音，连接线是否过长？最好尽量减少连接线的长度，并在接地点连接一个磁珠，以抑制高频噪声。如果现场噪声过大，可以考虑隔离时将系统地和现场地进行隔离。比如ADuM系列产品。

Q80 [Q:] 第一级增益为全增益，有时可能偏大。有上限吗？

[Answer:] 对于我们常用的电压反馈类型，可配置增益受运放增益带宽积的限制。例如，电压反馈运放的增益带宽积为100MHz，输入信号频率为10MHz，则可配置的最大增益为10。如果要实现更大的增益，则必须考虑使用multi级放大。

Q81【Q:】项目采用开关电源，放大电路输出含有高频成分，影响信号质量。如何处理？请教专家。

【答：】开关电源远离模拟电路，增加开关电源输出的滤波强度。您可以尝试不同的电阻-电容和电感-电容组合；电源部分应该是0.1uF并联0.01uF电容，可以试试把0.1uF改成10uF或者100uF。

Q82[Q:]对于功放本身和周边大功率散热片造成的热噪声，ADI功放新的设计理念采用了什么样的抑制或降噪设计？

【答：】对于功放本身来说，技术和工艺的进步，让功放的噪音越来越低。至于周边的大功率器件，只能通过减少辐射和降低温漂来解决。 .

Q83[Q:]我想问一下比较器和运放有什么区别？

[Answer:] 运算放大器是设计用于在负反馈条件下工作的电子器件，设计重点是保证这种配置的稳定性，其他参数如压摆率和最大带宽是放大器的一个权衡在功耗和架构之间；相比之下ad中运算放大器怎么找，比较器设计为在没有负反馈的开环配置下运行，这些设备通常没有内部补偿，因此速度是比较器上的传播延迟和压摆率（上升和下降时间）最大化，并且总体增益通常很小。

Q84【问：】您好，请举个“将总增益集中在第一级有利于降低噪声”的例子。谢谢。

【答案：】以两级放大为例，第一级为G1，噪声系数为F1，第二级为F2，则总噪声系数如下：

FTOTAL= F1 + (F2 -1)/G1

可以看出，G1越大，噪声系数越小。

Q85【问：】老师您好，我对数字和模拟的共地特别困惑，比如0欧电阻的共地，通过磁珠的共地等等，什么样的共地方法更好？你有什么具体的细节吗？谢谢！

【答：】磁珠的等效电路相当于一个带阻限波器，只能显着抑制某个频点的噪声。为了选择合适的模型，需要提前估计噪声点的频率。 0欧电阻相当于一个很窄的电流通路，可以有效限制回路电流，抑制噪声。电阻在所有频段都有衰减。

Q86【问：】噪声参数最重要的指标是什么？什么？

[Answer:] 在运放中，要考虑电流噪声和电压噪声。在数据手册中，一般以噪声密度的形式给出。

Q87[Q: ]在我们的应用中，使用多圈电位器进行角位置测量，由5V开关电源供电，将测量电压送到MCU进行AD采样。采样位数为10位，但采样值始终为2~4个单位的跳变，用万用表测量电压几乎不变。如何解决电路上的跳数问题？

[Answer:]这种状态是正常现象，如果输入本身不引入其他噪声（可以满足ADC的精度要求），ADC本身也存在有效位数的问题。最后一位的不稳定并不代表ADC的性能不符合指标。你可以用这个跳变输出信号来计算ADC的rms噪声，也可以用输入满幅的正选择波来测试它的动态性能。

Q88【问：】在生物电信号中，只要10K信号通带1uV的最小信号增益为100，有没有更好的放大器？ ?

[答案：]你可以试试AD8221，它的噪声密度是8nV/sqrtHz。

Q89 [Q:] 一般电路不考虑电阻噪声吗？

[Answer:] 一般都是这样，主要看你的应用。

Q90[Q:]能否详细解释一下“将增益集中在前置放大器上，分配给第二级的意义有利于降低噪声”？

[Answer:] 放大器的增益会增加输入噪声。如果增益集中在第一级，则引入的噪声只是前级的噪声。 ，如果增益分布在两个放大器上，则噪声将来自两个阶段并同时被放大。

Q91[Q:]使用AD8551，传感器输出电阻80K左右，输出信号为uV，放大100倍，可以吗？

[Answer:] 因为你的传感器的阻抗很大ad中运算放大器怎么找，它本身引入的噪声也很大，比你的输入信号还大。即使 AD8551 可以实现相对较低的噪声，它也行不通。的。

Q92[Q:]传感器内阻100k，输出uV，放大100倍，带宽

【答：】由于传感器的内阻较大，你的电路最好不要采用单端方式连接。对于传感器在板外的低噪声测量应用，最好使用差分输入放大器，例如仪表放大器。

Q93[Q:] 噪音的来源是什么？怎么消除？

【答：ADI专家】噪声分为内部噪声和外部噪声。对于外部噪声，我们可以通过过滤来降低它，但是内部噪声，即设备的噪声，是无法消除的。

Q94[Q:]有没有通用的噪音单位？

[答案：] 通常，您可以通过应用 1 kΩ→ 4 nV/√(Hz) 公式来估算噪声。

Q95[Q:]现在很多MCU产品都有自己的AD外设，但是市面上的AD转换芯片还是很多的，比如你们公司的很多高精度转换芯片产品，我对比过，专用的单片机的AD转换芯片可以达到很高的精度和采样速度，比如16bit以上，采样率为100兆每秒，而单片机自带的AD很少超过14bit，采样速度也慢，但这两点也不是绝对的。新推出的MCU产品的性能指标也在不断提升。与使用专用的AD转换芯片相比，使用内置的AD外设省去了与MCU接口的麻烦。 ,除了专用AD转换芯片的采样精度和采样精度，它还有哪些优势？

[Answer:] 精度和采样速度是单片ADC的主要优势。对比我们的ADUC7、8系列单片机和对应的精密ADC，它们的指标是差不多的，但是对于采样率、输入信号范围、通道数等指标会更加灵活，那么选择哪种类型的ADC选择取决于您的应用程序要求。

Q96[Q:]请问，车载MP4电路设计如何处理电路噪音，电路更安全？

【答：】对于车载MP4电路，主要要处理的是电磁干扰引入的噪声，需要注意PCB上各个功能模块的分布，可以采取一些电源去耦，屏蔽、滤波等去除干扰的方法。

Q97[Q:]如何降低功放的失调？

[Answer:] 很少有运放可以从外部调整Offset。一般来说，它会做得很小。如果一定要调整，可以去掉数字字段中的Offset。

Q98[Q:]如何降低输入级的噪音？

【答案：】输入极的噪声和输入极的电阻，阻值越小，自身产生的噪声运放的电流噪声和电压噪声越小，尽可能低的型号应该是已选中。

Q99[Q:]放大器的自激和噪声抑制

【答案：】自激问题在电路设计之初就应该解决，使电路的相位裕度至少大于45度。噪声应先选择低噪声运放，然后在输出端加一个滤波器滤除噪声。

Q100[Q:]使用优质电阻可以有效抑制电流噪声，但成本相对较高。如何平衡电阻的成本和质量？

[答案：]这取决于设计师在产品性能和成本之间的权衡。

Q101[Q:]请关注微信号调理设计中如何处理元器件本身带来的噪声，以及如何更好、更好的处理电路中的电源噪声。

[Answer:] 选择低噪声组件，从源头降低噪声。电源可由 LDO 实现。如果使用DC-DC，则需要DC-DC，并且在输出端需要多极LC滤波。

Q102[Q:]在低频测量的情况下，模拟地和数字地应该分开吗？还是共同点？谢谢

[Answer:] 模拟地和数字地应分开，最后在 ADC 处连接在一起。比如可以看一下AD7705等Sigma-Delta ADC的芯片资料或者PCB图

Q103[Q:] 请问1千欧对应4NV/根号HZ9千欧对应12倍噪声？

[答案：] 9 kΩ 对应的噪声是 4nV/Hz 和 3 的乘积。

Q104[Q:]如何降低设备内部噪声，减弱外部噪声？

[答案：]首先，什么是外部和内部噪声源？然后根据具体的噪声源进行降噪处理。例如，如果你的电流噪声太大，你可以降低电阻值。

Q105[Q:]详细解释一下单电源的一些注意事项？

【答案：】输入信号的范围是否在单电源供电范围内。

Q106[Q:]放大器的带宽如何提供？

[Answer:] 有时对最佳带宽性能的要求可能与对最佳噪声性能的要求相冲突。对于带宽，我们希望每个增益级都有一个近似增益，对于噪声，我们希望第一级的全部增益。在前级应用尽可能多的增益

Q107[Q:] 你好，请问为什么很多噪声用“mv/(radical Hz)”的形式表示。谢谢！

[答案：]噪声表征的方法之一：频谱噪声密度。

Q108[Q:]在同相放大器的应用中，从+到地的偏置电阻成为放大器的输入阻抗。在要求高输入阻抗的应用中，这个电阻的热噪声和放大器的噪声电流产生的噪声不容忽视。如何平衡，但实际应用中不能省略电阻，因为需要提供偏置电压？

[Answer:] 根据具体应用，高输入阻抗是否噪声对您的系统更重要是一个特定的权衡。

Q109[Q:]关于运算放大器的噪声我应该知道些什么？

回答：首先，我们要注意运放及其电路中的元器件产生的噪声和元器件本身产生的噪声。外部干扰或不需要的信号与放大器一端产生的电压或电流噪声或其相关电路产生的噪声之间的差异。

干扰可以是尖峰、阶跃、正弦波或随机噪声的形式，并且干扰源无处不在：机器、电力线附近、射频发射器和接收器、计算机以及同一设备的内部电路（例如，数字电路或开关电源）。识别干扰、防止它出现在您的电路附近、知道它是如何进入的以及如何消除它或找到处理它的方法是一个大问题。

如果消除了所有干扰，运算放大器及其电阻电路也会产生随机噪声。它构成了运算放大器控制分辨率能力的最终极限。

Q110 问：能否请您谈谈运算放大器的随机噪声。它是如何产生的？

答案：运算放大器输出端出现的噪声被测量为电压噪声。但是电压噪声源和电流噪声源都会产生噪声。运算放大器的所有内部噪声源通常都称为输入，即与理想无噪声放大器的两个输入串联或并联的不相关或独立的随机噪声发生器。我们认为运算放大器噪声的三个基本来源：

(1) 噪声电压发生器（类似于偏移电压，通常与同相输入串联）。

(2) 两个噪声电流发生器（类似于偏置电流，通过两个差分输入端的漏极电流）。

(3) 电阻噪声发生器（如果运算放大器电路中有任何电阻，它们也会产生噪声。将这种噪声想象为来自电流源或电压源，无论哪种形式都常见于固定电路）。

运算放大器的电压噪声低至 3 nV/Hz。电压噪声是一个经常被强调的规格，但电流噪声通常是高阻抗下系统噪声性能的限制因素。这种情况类似于偏移，其中偏移电压通常是造成输出偏移的原因，但偏置电流才是真正的原因。双极性运放的电压噪声低于传统的场效应管运放，尽管有这个优势，但实际的电流噪声还是比较大的。当今的 FET 运算放大器可以达到双极运算放大器的电压噪声水平，同时保持低电流噪声。

Q111：低噪声系统的设计技术有哪些？

答案：低噪声系统设计的第一个技巧是在前端应用程序中使用尽可能多的增益。 Figure 4 shows two examples of an amplifier front-end with a gain of 10. It can be seen that applying all the gain to the first stage is much better than distributing the gain across two stages.

Please note that sometimes the requirements for optimal bandwidth performance may conflict with the requirements for optimal noise performance. For bandwidth, we want each gain stage to have an approximate gain, and for noise we want the full gain of the first stage.

图 4

The second trick is to pay attention to the source impedance. This is done for two reasons: first, the higher the source impedance, the more noisy the system; second, the amplifier must be well matched to the source impedance, and if the source impedance is high, the current noise noise characteristics may be more important than the voltage noise characteristics.

The third trick is to pay attention to the feedback resistance. If you choose an ultra-low noise op amp, but use a large feedback resistance, it is impossible to achieve a low noise circuit. Or in an inverting configuration, note that the feedback resistor is equivalent to a noise source referred to the output. The other resistors are equivalent to a voltage source at the input, or more precisely, a voltage source at the input of the inverting configuration. As mentioned earlier, the design of low In noisy systems, the first stage is applied with high gain, where Rg noise dominates.