最佳噪声性能的信号调理(05-100)

　　在测量毫伏级信号时，希望设计最低成本的信号调理电路来达到所要求的精度。

　　为了测量信号到所标定的分辨率，可以用高分辨率转换器，或在测量前放大信号，用较低成本、较低分辨率的ADC。其选择部分地依赖于元件成本和元件数,而容易组装是更重要的。在之前增加放大可降低所需分辨率,但也会降低满标输入范围。例如,用增益放大器放在位(满标范围)前面,将使电路分辨率从增加,同时,电路满标输入范围降到。在小信号范围下,需要用放大器和少量电阻来放大信号。这样可以满足设计低成本的目标。

放大器模式

　　1)。选择,,设置信号增益为。输出时有噪声,不能测量小信号精度像希望的那样。噪声来自何处?下面将说明此电路噪声源,这将有助于选择最好的元件,使设计具有最佳的噪声性能。

　　60Hz拾取、和引起的失真。这些寄生源是决定性的,它们可以模拟位于电路适当位置的单独电压和电流源。这些寄生信号与频率有关,可表示为运放输入处所输入的电压或电流源。在探测信号调理电路输入时,所得到的信号很纯。但在探测输出时存在很多噪声。用低噪声放大器有助于降低噪声,最好性能的放大器成本非常高。图示出增益的放大器输出噪声与噪声密度关系。

　　图1 非倒相和倒相增益配置

　　图2 增益1000放大器输出噪声与噪声密度关系

　　影响噪声的因数

　　1加上噪声源变为图(其中表示在节点的源电阻)。这里有个分离噪声源：个电阻热噪声,运放电压噪声却有自己的贡献。一般用在有关输入的表示噪声,但往往计算输出噪声()更简单,用除放大器噪声增益得到噪声。