4.6.3噪声计算软件

我们现在开始讲解噪声的计算软件

位于附录 B 的第6小节

前面我们对运放的噪声呢进行了详细的讲解

说计算原理

那实际上呢我们可以是借助软件对噪声进行计算的

不用那么麻烦自己去算

比如说呢 TI 的资深模拟工程师 Bruce Trump

基于 Excel 的一款噪声计算程序

那么我们在网络上搜索也行

可以找到这款软件

那么我们必须注意得用真正的 Office 的 Excel，WPS 不行

要全功能的 Excel 来用这个软件

那它分为三个子页面

分别用于计算运放的输入电压噪声

运放的总噪声，输出噪声

和电阻热噪声

分别在这三个地方

黄色部分呢是用需要用户自己填写的数据

共有五栏需要填写

填写完成以后呢会自动更新输出还有图表

我们需要填写

某个频率下的闪烁噪声谱密度

按照 OPA842 呢我们是知道 100Hz 时候的噪声

100Hz，是 2.00E-08

然后我们再填白噪声 2.60E-09

我们要填写噪声的带宽范围 f1，f2

f1 呢我们都默认是 0.1Hz

f2 呢噪声的带宽我们算出来是3.1

这下呢我们可以计算出

它自动就计算出了噪声大小

闪烁噪声呢是 8.85E-07

白噪声是 1.46E-05

白噪声呢是远大于闪烁噪声的

我们点击下面的 Amplifier Noise

就可以切换到计算运放总噪声的界面

那么在窗口中呢

实际上呢我们看到它嵌入了一个

运放噪声的示意图

我们需要填写

同样填写黄色格子里的数据

我们就可以计算了

好，这几个数据呢

就是填写你构成运放里的每一个电阻值大小

你的环境温度是多少

你根据说明书得到的电压噪声

是宽带电压噪声的宽带电流噪声的

谱密度是多少填进去

好，它算出来的总噪声 Output Noise

这跟我们真正得到的噪声有个区别

它没有去乘这个 √31.4MHz

乘完以后呢它就得到了169

跟我们计算是一样的

然后我们对比我们人工计算和它软件计算

它得到的这些数

也都是要乘以 √31.4MHz

就能对上我们这个数

我们看它的所占的比例，74%

我们这里解出来也是74%

0%实际上它是四舍五入，对应我们这0.2%

8.97%对应到8.9%

1.6%对应它2%

14.6对应它的15%

所以每个数据都是跟它相对应的

我们最后讨论一下 169μV 的输出噪声意味着什么

如果 OPA842 运放

后面接 AD，基准电压是 2V

那么我们可以算出

如果是一个14位的 AD

它的一个 LSB 就是 122μV

你这样运放后面接14位 AD 已经没有意义了

那么如图所示呢

我们可以点电阻噪声的计算

非常简单

你输一个电阻值进去

它就会给出你25度、125度、-55度所有的

热噪声是多少

我们再结合噪声的带宽

也就乘以噪声的宽带根号

我们就可以得出噪声电压有效值

好，这节课就到这里

我们现在开始讲解噪声的计算软件

位于附录 B 的第6小节

前面我们对运放的噪声呢进行了详细的讲解

说计算原理

那实际上呢我们可以是借助软件对噪声进行计算的

不用那么麻烦自己去算

比如说呢 TI 的资深模拟工程师 Bruce Trump

基于 Excel 的一款噪声计算程序

那么我们在网络上搜索也行

可以找到这款软件

那么我们必须注意得用真正的 Office 的 Excel，WPS 不行

要全功能的 Excel 来用这个软件

那它分为三个子页面

分别用于计算运放的输入电压噪声

运放的总噪声，输出噪声

和电阻热噪声

分别在这三个地方

黄色部分呢是用需要用户自己填写的数据

共有五栏需要填写

填写完成以后呢会自动更新输出还有图表

我们需要填写

某个频率下的闪烁噪声谱密度

按照 OPA842 呢我们是知道 100Hz 时候的噪声

100Hz，是 2.00E-08

然后我们再填白噪声 2.60E-09

我们要填写噪声的带宽范围 f1，f2

f1 呢我们都默认是 0.1Hz

f2 呢噪声的带宽我们算出来是3.1

这下呢我们可以计算出

它自动就计算出了噪声大小

闪烁噪声呢是 8.85E-07

白噪声是 1.46E-05

白噪声呢是远大于闪烁噪声的

我们点击下面的 Amplifier Noise

就可以切换到计算运放总噪声的界面

那么在窗口中呢

实际上呢我们看到它嵌入了一个

运放噪声的示意图

我们需要填写

同样填写黄色格子里的数据

我们就可以计算了

好，这几个数据呢

就是填写你构成运放里的每一个电阻值大小

你的环境温度是多少

你根据说明书得到的电压噪声

是宽带电压噪声的宽带电流噪声的

谱密度是多少填进去

好，它算出来的总噪声 Output Noise

这跟我们真正得到的噪声有个区别

它没有去乘这个 √31.4MHz

乘完以后呢它就得到了169

跟我们计算是一样的

然后我们对比我们人工计算和它软件计算

它得到的这些数

也都是要乘以 √31.4MHz

就能对上我们这个数

我们看它的所占的比例，74%

我们这里解出来也是74%

0%实际上它是四舍五入，对应我们这0.2%

8.97%对应到8.9%

1.6%对应它2%

14.6对应它的15%

所以每个数据都是跟它相对应的

我们最后讨论一下 169μV 的输出噪声意味着什么

如果 OPA842 运放

后面接 AD，基准电压是 2V

那么我们可以算出

如果是一个14位的 AD

它的一个 LSB 就是 122μV

你这样运放后面接14位 AD 已经没有意义了

那么如图所示呢

我们可以点电阻噪声的计算

非常简单

你输一个电阻值进去

它就会给出你25度、125度、-55度所有的

热噪声是多少

我们再结合噪声的带宽

也就乘以噪声的宽带根号

我们就可以得出噪声电压有效值

好，这节课就到这里