詳解運(yùn)放的信號(hào)增益和噪聲增益-KIA MOS管

下面通過(guò)電路仔細(xì)分析一下噪聲增益：

兩個(gè)開關(guān)都撥到上面的時(shí)候稱為CASE1，都撥到下面的時(shí)候稱為CASE2。這也就是我們平時(shí)所說(shuō)的同相放大電路和反向放大電路。

在CASE1的情況下,信號(hào)增益為1+R1/R2,在CASE2的情況下,信號(hào)增益為-R1/R2,這兩個(gè)電路的反饋是一樣的，反饋系數(shù)都是R2/(R1+R2)，所以他們的噪聲增益都是(R1+R2)/R2。

而增益帶寬積（這是用來(lái)簡(jiǎn)單衡量放大器的性能的一個(gè)參數(shù)。就像它的名字一樣，這個(gè)參數(shù)表示增益和帶寬的乘積。

按照放大器的定義，對(duì)于一個(gè)運(yùn)算放大器這個(gè)乘積是一定的）的表達(dá)式為GBP=Gn*B,所以兩種情況下的帶寬積是一樣的。這里我們可以看出，這對(duì)反向放大器是很不利的。信號(hào)放大了R1/R2倍，帶寬卻減小了1+R1/R2倍。

所以當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)運(yùn)放電路時(shí)，在增益帶寬積的問(wèn)題上只考慮電路的噪聲增益就可以了，而與電路的放大模式無(wú)關(guān)。

分析模擬電路必須認(rèn)識(shí)到：什么增益、穩(wěn)定性、帶寬之類，都是電路自身的內(nèi)因,而輸入信號(hào)一類的是外因。

所以同相放大器和反相放大器其實(shí)是一個(gè)電路，兩者的帶寬其實(shí)應(yīng)該完全一樣，那一點(diǎn)點(diǎn)差異是別的原因。同相放大器和反相放大器歸一，才有了所謂的噪聲增益。

簡(jiǎn)單回顧運(yùn)算放大器理論，可以看到有兩種類型的增益與運(yùn)算放大器有關(guān)：信號(hào)增益和噪聲增益。信號(hào)增益取決于放大器配置。

采用同相運(yùn)算放大器配置時(shí)，增益計(jì)算公式為G = (RF /RG) + 1；采用反相配置時(shí)，增益為G = –RF/RG。兩種配置的噪聲增益相同，可通過(guò)同一個(gè)同相增益公式計(jì)算：NG = (RF /RG) + 1。

電路中放大器的穩(wěn)定性由噪聲增益決定，而非信號(hào)增益。大多數(shù)現(xiàn)代運(yùn)算放大器都能在單位增益下穩(wěn)定，但某些特殊用途的放大器無(wú)法做到這一點(diǎn)。

與標(biāo)準(zhǔn)單位增益穩(wěn)定型運(yùn)算放大器相比，非完全補(bǔ)償運(yùn)算放大器可提供獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如更低的噪聲電壓和更寬的帶寬。

強(qiáng)加噪聲增益可為各種應(yīng)用帶來(lái)好處。例如，若要利用一種或多種特性，可能需采用低于其最小穩(wěn)定增益的非完全補(bǔ)償放大器。

通常它將不起作用，但若對(duì)噪聲增益進(jìn)行處理，則可“欺騙”放大器，使其誤以為它工作在較高的增益下。強(qiáng)加高噪聲增益的另一個(gè)絕妙的好處是它可以提高放大器驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí)的穩(wěn)定性。

取決于具體情況，強(qiáng)加噪聲增益通常需要在電路中加入一個(gè)電阻或一個(gè)電容。它可能簡(jiǎn)單到只需在反相和同相輸入之間添加一個(gè)電阻、在反相輸入和接地之間添加一個(gè)串聯(lián)RC電路，或者將元器件與輸入或增益電阻并聯(lián)。

強(qiáng)加噪聲增益帶來(lái)的好處似乎好得難以置信，但通常情況下它會(huì)犧牲一些性能。采用這種方法會(huì)造成輸出噪聲和失調(diào)電壓的增加。

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