【導(dǎo)讀】由于儀表放大器主要用于放大微小精密信號(hào)，因此，有必要了解所有相關(guān)噪聲源的效應(yīng)。儀表放大器模型如下面圖1所示。
輸入電壓噪聲有兩個(gè)來(lái)源。第一個(gè)來(lái)源表示為與輸入端串聯(lián)的噪聲源VNI，就如常規(guī)運(yùn)算放大器電路中一樣。該噪聲由儀表放大器增益G反映到輸出端。第二個(gè)噪聲源是輸出噪聲VNO，表示為與儀表放大器輸出端串聯(lián)的噪聲電壓。輸出噪聲(此處表示為VOUT)可以通過(guò)除以增益G，從而折合到輸入端。
與輸入噪聲電流IN+和IN–關(guān)聯(lián)的噪聲源也有兩個(gè)。盡管IN+和IN–通常相等(IN+ ≈ IN– = IN)，但它們卻不相關(guān)，因此，二者所產(chǎn)生的噪聲必須以和方根(RSS)的方式求和。IN+流過(guò)RS的一半，IN–流過(guò)另一半。結(jié)果會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)噪聲電壓，其幅度各為INRS/2。這兩個(gè)噪聲源分別由儀表放大器增益G反映到輸出端。
總輸出噪聲是通過(guò)和方根形式對(duì)全部四個(gè)噪聲源求和的方式算出的。
要求總噪聲(折合到輸入端(RTI))，只需將上述表達(dá)式除以?xún)x表放大器增益G即可。
儀表放大器數(shù)據(jù)手冊(cè)通常會(huì)把總電壓噪聲RTI表示為增益的函數(shù)。噪聲頻譜密度同時(shí)包括輸入(VNI)和輸出(VNO)噪聲貢獻(xiàn)。輸入電流噪聲頻譜密度分開(kāi)規(guī)定。
就如在運(yùn)算放大器中一樣，必須將總儀表放大器噪聲RTI在適用儀表放大器閉環(huán)帶寬內(nèi)進(jìn)行積分，從而算出一個(gè)和方根值。帶寬可以根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)典型確定，其中將頻率響應(yīng)表示為增益的函數(shù)。
對(duì)于該帶寬，計(jì)算時(shí)務(wù)必小心，因?yàn)槠渫ǔ２皇呛愣◣挿e關(guān)系(如VFB運(yùn)算放大器即是如此)。對(duì)于AD620儀表放大器系列，增益帶寬模式更像一個(gè)CFB運(yùn)算放大器。在這種情況下，預(yù)測(cè)給定增益下帶寬最安全的做法是使用數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供的曲線。
參考文獻(xiàn)
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3. Charles Kitchin and Lew Counts, A Designer''''''''s Guide to Instrumentation Amplifiers, 3rd Edition, Analog Devices, 2006.
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