ADI:低固定增益差分放大器的噪声丈量

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长时间用于消费类电子产品的发光二极管(L E D)，最近也开端用于轿车照明范畴，用来供给信号功用、日间行进灯和车内照明。跟着这项照明技能日益遍及，制造商也在不断研讨新的运用办法，以便充分发挥LED前大灯和尾灯时髦漂亮的优势。由随机小电压构成的噪声或许很难丈量，实验室仪器自身的噪声使丈量问题进一步复杂化。丈量噪声时，常常要运用专门的技能。例如，扩大器一般装备为高闭环增益，以使扩大输入噪声便于丈量。可是，低固定增益差分扩大器的噪声丈量面临着更大的问题，它集成反应和增益电阻，不方便运用高增益装备。此外，为了与频谱分析仪接口，需求进行差分单端转化。第二级扩大器能够供给增益并履行差分单端转化，奇妙地处理上述两个问题。

图1显现可选 增 益（1、2或3）差分扩大器 ADA4950-1 后接低噪声、低失真运算扩大器 AD8099。lA D8099将差分输出转化为单端信号，增益设为10。与A D A 4 9 5 0 -1比较，A D8099的1n V/√H z等效输入电压噪声可忽略不计。A D A 4 9 5 0 -1的输出扩大10倍，其噪声也成份额扩大。运用0.5pF补偿电容和10倍增益，A D8099具有满足的带宽来丈量A D A 4 9 5 0 -1的噪声；在体系的频率响应开端滚降之前，作业频率最高可达10 MHz。

AD8099的输出电压为:

(1)

当输入接地时，测得的A D8099噪声奉献视为丈量体系的噪底，然后丈量包含A D A 4 9 5 0 -1的总输出噪声，A D A 4 9 5 0 -1的噪声即为RSS（和的平方根）办法，用总噪声减去A D8099的噪声奉献。如式2所示；其间V_n1为A DA 4 9 5 0 -1的输出噪声，V_n2为AD8099的输出噪声。

总输出噪声为： 

(2)

为了准确丈量体系噪声，还采用了其它几项技能：

• 丈量A D8099的噪声时，其输入经过SMA衔接器接地，SMA衔接器的芯线对衔接器的接地引脚短路。此外，SMA 衔接器焊在一起，直接在衔接器上构成共用接地衔接，而不是经过电路板。
• D8099和A D A 4 9 5 0 -1运用模仿操控电源。与数字操控电源比较，模仿操控电源能更好地按捺60Hz电力线耦合的噪声和谐波。
• 一切附近仪器均封闭，除非丈量需求运用。这能够最大程度削减由这些仪器操控器数字电路而发生的振动，这些振动能够经过 空气耦合至扩大器。出于相同的原因，运用4英尺电缆将电路板衔接到频谱分析仪，频谱分析仪会拾取显现器的改写频率，从 而影响AD8099的输出。
• 为使A D8099的噪声奉献较小，运用低值电阻 (R_F = 2 5 0 Ω; R_G= 25 Ω) 装备其增益。较低的值会引起A D8099 振动。当用短电缆将A D A 4 9 5 0 -1与A D8099 相连时，在250 M Hz时可观察到振动。当运用1英尺电缆时，振动消失。

AD8099自身的噪声奉献十分小：

(3)

其间v_n为输入电压噪声，n_i+和n_i-为AD8099的输入电流噪声。

由于需求一个大反应电阻来扩大该噪声，但内部反应电阻值无法改动，所以不或许丈量A DA 4 9 5 0 -1的电流噪声。

图2所示的是丈量成果，丈量100kHz及以下的噪声运用的是Stanford Research S ys tems S R785，丈量100 k H z以上的噪声运用的是A gilen t E4440 PSA频谱分析仪。