如何消除電源線的高頻干擾 - 工程師必須知道如何處理放大器噪聲等實(shí)用技巧知識(shí)點(diǎn)

　　Q24［問：］ 您好！給一個(gè)放大器加入一個(gè)直流電平來調(diào)節(jié)放大器的offset，且該直流電平通過一個(gè)dac產(chǎn)生。dac離該放大器有一定的距離，所以從dac的output到放大器的輸入端大概2000mil的距離。在這個(gè)過程中，該長線會(huì)引入一些噪聲。請問有什么好的建議來減小該噪聲！謝謝！

　　［答：］ 這種情況，一般導(dǎo)線并不會(huì)引入太大的噪聲，不知道您的DAC是什么精度的DAC，我認(rèn)為，DAC的噪聲應(yīng)該遠(yuǎn)比導(dǎo)線引入的噪聲大得多，所以不必太多考慮導(dǎo)線的問題。

　　Q25［問：］ 帶寬性能要求與噪聲性能要求沖突時(shí)，應(yīng)該如何取舍呢？

　　［答：］ 根據(jù)你的系統(tǒng)的要求，在二者之間找一個(gè)平衡點(diǎn)

　　Q26［問：］對于噪聲的指標(biāo)有沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)？是否可以不去考慮這么多繁復(fù)的計(jì)算公式，直接選擇？

　　［答：］ 對于噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，都是一樣的，如果您不想考慮太多的公式，那就挑數(shù)字小的就可以。低頻信號(hào)就挑Voffset小的，高速一點(diǎn)的就挑噪聲譜密度小的。

　　Q27 ［問］ 如何消除電源線的高頻干擾？謝謝專家

　?。鄞穑海?對于電源，最好在接入芯片緊貼管腳的位置使用2個(gè)電容濾波，一般數(shù)據(jù)手冊都會(huì)有推薦電路。

　　Q28［問：］ 如何通過單點(diǎn)接地或者多點(diǎn)接地來消除噪聲，它們有什么區(qū)別？謝謝！

　?。鄞穑海?單點(diǎn)接地：指的是只在芯片電源腳處將地接一塊，這是為了防止數(shù)字電源的地回流影響模擬電路的地，也會(huì)用在模擬數(shù)字芯片在一塊板子上的情況下，因?yàn)閮蓧K地必須最終連在一起，所以一般選在模擬和數(shù)字地的交界處。多點(diǎn)接地指的是：芯片的接地腳應(yīng)采用就近接地，不要引很長的線再接到地上。

　　Q29［問：］ 對于噪聲現(xiàn)在我很頭疼，大師能不能就一個(gè)具體的電路算一下她的噪聲水平？

　　比如一個(gè)同向放大器她在電路中的輸出噪聲究竟是多少mV？后面我接一個(gè)比較器的話，那么這個(gè)虛警概率是多少呢？

　　［答：］ 對于運(yùn)放噪聲的計(jì)算其實(shí)跟電路應(yīng)用中有很大差別，建議根據(jù)datasheet中的參考噪聲進(jìn)行估計(jì)，并根據(jù)評估板和標(biāo)準(zhǔn)測試方法評估運(yùn)放的實(shí)際噪聲水平。

　　Q30 ［問］ 能否介紹一下來自傳感器方面的噪音？謝謝！

　?。鄞穑海?不同的傳感器會(huì)有不同的噪聲功率，包括其內(nèi)部的固有噪聲和外部的干擾噪聲，包括工頻干擾，射頻干擾，你可以針對具體的傳感器看具體的噪聲

　　Q31 ［問：］ 對于5V供電及參考的8bit或10bit的AD模塊，20KHz信號(hào)放大100倍左右，單電源的軌至軌、低噪聲運(yùn)放比雙電源方案差多少？請列舉出一些滿足要求的單電源、雙電源運(yùn)放？

　　［答：］ 用單電源還是雙電源供電對于運(yùn)放的特性是沒有什么影響的，比如一個(gè)標(biāo)稱5V供電的運(yùn)放，也可以用+/-2.5V供電。對于您提的要求，要選擇增益帶寬積大于等于20KHz*100的運(yùn)放，建議用ADI網(wǎng)站上提供的參數(shù)搜索功能來選擇合適的運(yùn)放，滿足帶寬要求的運(yùn)放有AD8672， AD8605， AD8519等很多。

　　Q32［問：］ 如何測量噪聲才最準(zhǔn)確，不會(huì)引入測量噪聲呢？

　?。鄞穑海?如果想得到最準(zhǔn)確的噪音，利用均方根值測量方法，這樣的方法會(huì)將所有的噪音都計(jì)算在內(nèi)，但是缺點(diǎn)是測量時(shí)間較長，數(shù)據(jù)量大。

　　Q33［問：］ 前級放大器和容性傳感器的功率和噪聲匹配問題，從功率匹配需要高的輸入阻抗，從噪聲匹配又需要和源阻抗匹配，這兩項(xiàng)如何折中考慮？

　?。鄞穑篘icolle］ 請問傳感器的輸出是什么樣的信號(hào)？能否請舉一個(gè)具體應(yīng)用的例子來說明這個(gè)問題。

　　Q34［問：］ 能推薦一款簡單可調(diào)（例如用電位器調(diào)節(jié)放大倍率）的射頻低噪聲放大器新片嗎？

　?。鄞穑海?不確定你的頻率是多少，高頻的放大器（如ADL5521）一般是固定增益的，當(dāng)然如果頻率不是太高（幾百M(fèi)Hz以下），也可以考慮AD8331，不推薦采用電位器，電位器的有效帶寬一般不大于1MHz

　　Q35［問］ 運(yùn)算放大器的輸入級有JFET，MOSFET和雙極晶體管的，從噪音角度看，應(yīng)選用那種輸入的運(yùn)放？

　?。鄞穑海?一般雙極晶體管的噪聲最低。

　　Q36［問：］ 我正在找一種最平群延時(shí)濾波器的設(shè)計(jì)方案，ADI能否提供這方面的方案呢？是否有一種低電壓（1.2v）大輸出電流（20mA）的運(yùn)放呢？

　?。鄞穑海?“最平群延時(shí)濾波器”應(yīng)該指的是線性相位的濾波器吧，你可以采用貝塞爾濾波器。ADI網(wǎng)站上有個(gè)在線的濾波器設(shè)計(jì)工具，可以選擇濾波器的響應(yīng)，其中有貝塞爾濾波器。ADI沒有1.2V供電的AMP，最小為1.6V供電，為OP290 。

　　Q37［問：］ 阻抗噪聲很大的情況下，是調(diào)整設(shè)計(jì)電路更換阻抗還是有其他方法？

　?。鄞穑海?您指的的放大電路中的Rf，Rg嗎？因?yàn)殡娮柙酱?，則熱噪聲就越大，這是無法改變的。所以，應(yīng)該根據(jù)具體的情況，來選擇合適的Rf，Rg阻值。

　　Q38［問：］ 請問電阻噪聲影響選擇什么樣的電阻能夠更好降低電阻噪聲？

　?。鄞穑海?跟電阻的材料有關(guān)，比如薄膜電阻，碳電阻比較差。另外，電阻值越大，噪聲越大。

　　Q39［問］ 請問A/D轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地如何分割才能更好的降低噪聲？

　?。鄞穑海?關(guān)于模擬地與數(shù)字地是否需要分割的問題，業(yè)界沒有定論，有的就是一個(gè)地平面，有的則分為兩個(gè)區(qū)域在AD下面用短線連接，方法比較多樣。主要還是注意模擬和數(shù)字部分器件盡量分開，保持一定距離，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)不要交叉走線，電源的濾波電容要盡量靠近芯片。

　　Q40 ［問］ 如何布板才能使噪聲降到最?。?/p>

　?。鄞穑海?這個(gè)不是簡單幾句能夠說明白的，如完整的地，去耦，模擬數(shù)字地的劃分等等。

　　Q41［問：］ 我想問的不是關(guān)于放大器的噪聲，我想問的是如何消除放大器電源和地上的幾百khz 的低頻噪聲??？或者有沒有好的方法濾除這個(gè)低頻噪聲？

　　［答：］ 完好的大地，屏蔽，以及良好的電源去耦

　　Q42 ［問：］ 對微小信號(hào)進(jìn)行放大的時(shí)候有什么要注意的地方？在器件選擇和布局布線上有什么要考慮的，貴公司的哪些產(chǎn)品適合此類應(yīng)用？謝謝

　?。鄞穑海?如果是低速信號(hào)，您最好分析一下系統(tǒng)的噪聲來源，參照研討會(huì)中的分析進(jìn)行濾波或者預(yù)先的處理，對于布局布線相對來說要求不是很高。

　　Q43 ［問：］ 在超低溫或高溫的環(huán)境下，應(yīng)該主要關(guān)注哪兒類噪聲性能？

　?。鄞穑海?對于這類情況，溫漂的性能您需要關(guān)注一下。

　　Q44 ［問：］ 噪聲的分類，在放大器中那些噪聲影響最大？

　?。鄞穑海?分為外部噪音和內(nèi)部噪音，內(nèi)部噪音來源于電阻，放大器和ADC。這些參數(shù)對放大器噪聲的影響都很重要，都需要在具體的應(yīng)用中來衡量。

　　Q45 ［問］內(nèi)部噪聲中的電阻產(chǎn)生的噪聲原理是什么？

　?。鄞穑海輧?nèi)部噪聲指信號(hào)鏈路中器件本身產(chǎn)生的噪聲。所以電阻噪聲其實(shí)就是說放大電路中的Rf，Rg等電阻產(chǎn)生的。其原理就是電阻的熱噪聲。

　　Q46 ［問：］ 請問我在用到OP4177的時(shí)候放大小信號(hào)時(shí)候應(yīng)該如何減小噪聲？謝謝

　　［答：］ 運(yùn)放本身噪聲一般比較小，應(yīng)該注意降低運(yùn)放輸入端的源噪聲，如電阻熱噪聲，前級放大（如果有buffer的話）的輸出噪聲，在輸入運(yùn)放前還要根據(jù)運(yùn)放的帶寬加低通濾波。

　　Q47［問：］ 在ad620和op07組成的二階或者四階低通濾波器，模數(shù)轉(zhuǎn)換用的是AD7732，基準(zhǔn)電壓用的是AD7732數(shù)據(jù)手冊推薦的芯片，采樣率在250Hz以內(nèi)，微處理控制器是ATMEGA128，當(dāng)?shù)屯V波器的濾波頻率越低，采樣率也越低時(shí)，如10Hz采樣4Hz濾波情況，設(shè)備采樣的信號(hào)漂移很厲害，請問是什么原因，如何消除，其中四階或者二階濾波器的電容電阻用Microchip的filtercad 輔助計(jì)算獲得。

　　［答：］ 正常情況下，應(yīng)該是采樣率越低，均方根噪聲越小，峰峰值分辨率越高，也就是跳碼情況會(huì)改善。

　　Q48［問：］ 你好我是從事檢測儀器研制的，長期使用ADI公司的放大器和AD轉(zhuǎn)換器，我的問題是儀器的輸入阻抗對采集信號(hào)的噪聲有無影響，如何影響如何抑制噪聲？

　?。鄞穑海?輸入阻抗肯定不會(huì)影響信號(hào)的噪聲，但輸入阻抗本身會(huì)帶來額外的噪聲，影響精度。

　　Q49［問：］ 請問：放大器自身的電流噪聲通過何種方案可以降低呢？是在前端進(jìn)行抑制還是后端的過濾？

　?。鄞穑海?可以通過降低反饋路徑中的電阻值可以降低電流噪聲。

　　Q50［問：］ 用一個(gè)四運(yùn)放中的兩個(gè)構(gòu)成一個(gè)電荷放大器，一個(gè)構(gòu)成差分放大，在一個(gè)構(gòu)成多路反饋的濾波器。在沒有信號(hào)輸入時(shí)，有很大噪聲。單電源供電。怎么解決？

　　［答：］ 這個(gè)需要根據(jù)具體運(yùn)放的型號(hào)以及具體電路來分析。

　　Q51［問：］ 在前端低噪聲設(shè)計(jì)上采用雙電源供電設(shè)計(jì)和采用單電源供電設(shè)計(jì)各有什么優(yōu)勢？

　?。鄞穑海?這個(gè)取決于輸入信號(hào)的范圍和系統(tǒng)的點(diǎn)源設(shè)計(jì)。如果輸入信號(hào)是雙極性的，有低于0V的電平，那么您需要使用雙電源供電或者在REF管腳提供直流偏置。