模擬電子——低噪聲系統設計時(shí)的注意事項

　　對于電子線(xiàn)路中所標稱(chēng)的噪聲，可以概括地認為，它是對目的信號以外的所有信號的一個(gè)總稱(chēng)。最初人們把造成收音機這類(lèi)音響設備所發(fā)出噪聲的那些電子信號，稱(chēng)為噪聲。但是，一些非目的的電子信號對電子線(xiàn)路造成的后果并非都和聲音有關(guān)，因而，后來(lái)人們逐步擴大了噪聲概念。例如，把造成視屏幕有白班呀條紋的那些電子信號也稱(chēng)為噪聲?？赡芤哉f(shuō)，電路中除目的的信號以外的一切信號，不管它對電路是否造成影響，都可稱(chēng)為噪聲。例如，電源電壓中的紋波或自激振蕩，可對電路造成不良影響，使音響裝置發(fā)出交流聲或導致電路誤動(dòng)作，但有時(shí)也許并不導致上述后果。對于這種紋波或振蕩，都應稱(chēng)為電路的一種噪聲。又有某一頻率的無(wú)線(xiàn)電波信號，對需要接收這種信號的接收機來(lái)講，它是正常的目的信號，而對另一接收機它就是一種非目的信號，即是噪聲。在電子學(xué)中常使用干擾這個(gè)術(shù)語(yǔ)，有時(shí)會(huì )與噪聲的概念相混淆，其實(shí)，是有區別的。噪聲是一種電子信號，而干擾是指的某種效應，是由于噪聲原因對電路造成的一種不良反應。而電路中存在著(zhù)噪聲，卻不一定就有干擾。在數字電路中。往往可以用示波器觀(guān)察到在正常的脈沖信號上混有一些小的尖峰脈沖是所不期望的，而是一種噪聲。但由于電路特性關(guān)系，這些小尖峰脈沖還不致于使數字電路的邏輯受到影響而發(fā)生混亂，所以可以認為是沒(méi)有干擾。

　　當一個(gè)噪聲電壓大到足以使電路受到干擾時(shí)，該噪聲電壓就稱(chēng)為干擾電壓。而一個(gè)電路或一個(gè)器件，當它還能保持正常工作時(shí)所加的最大噪聲電壓，稱(chēng)為該電路或器件的抗干擾容限或抗擾度。一般說(shuō)來(lái)，噪聲很難消除，但可以設法降低噪聲的強度或提高電路的抗擾度，以使噪聲不致于形成干擾。

低噪聲系統設計的第一個(gè)竅門(mén)是在前級應用中盡可能多的增益，下圖顯示的是一個(gè)放大器前端的兩個(gè)例子，增益為10?？梢钥闯?，將所有增益應用于第一級，比將增益分布于兩級要好得多。請注意，有時(shí)最佳帶寬性能的要求可能與最佳噪聲性能的要求相沖突。對于帶寬，我們希望每個(gè)增益級具有近似的增益，而對于噪聲，我們則希望第一級具有全部的增益。

第二個(gè)竅門(mén)是注意源阻抗。這樣做有兩個(gè)原因：第一，源阻抗越大，則系統噪聲越大；第二，放大器必須與源阻抗匹配良好，如果源阻抗較高，電流噪聲噪聲特性可能比電壓噪聲特性更重要。

第三個(gè)竅門(mén)是要注意反饋電阻，如果選擇超低噪聲運算放大器，卻使用很大的反饋電阻，則不可能實(shí)現低噪聲電路，在同相（圖7）或反相配置中，注意反饋電阻相當于折合到輸出端的噪聲源。而其他電阻則相當于輸入端的電壓源，更準確的說(shuō)，是反相配置輸入端的電壓源。前文已經(jīng)談到，設計低噪聲系統時(shí)，第一級應用有高增益，這種情況下Rg噪聲占主導地位。