運算放大器,噪聲增益和信號增益有什麼不同?

2021-01-08 電子產品世界

簡單回顧運算放大器理論,可以看到有兩種類型的增益與運算放大器有關:信號增益和噪聲增益。信號增益取決於放大器配置。採用同相運算放大器配置時,增益計算公式為G = (RF /RG) + 1;採用反相配置時,增益為G = –RF/RG。兩種配置的噪聲增益相同,可通過同一個同相增益公式計算:NG = (RF /RG) + 1。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201610/308064.htm

電路中放大器的穩定性由噪聲增益決定,而非信號增益。大多數現代運算放大器都能在單位增益下穩定,但某些特殊用途的放大器無法做到這一點。與標準單位增益穩定型運算放大器相比,非完全補償運算放大器可提供獨特的優勢,比如更低的噪聲電壓和更寬的帶寬。因此,哪種情況下才需要處理噪聲增益?

強加噪聲增益可為各種應用帶來好處。例如,若要利用一種或多種特性,可能需採用低於其最小穩定增益的非完全補償放大器。通常它將不起作用,但若對噪聲增益進行處理,則可「欺騙」放大器,使其誤以為它工作在較高的增益下。強加高噪聲增益的另一個絕妙的好處是它可以提高放大器驅動容性負載時的穩定性。

取決於具體情況,強加噪聲增益通常需要在電路中加入一個電阻或一個電容。它可能簡單到只需在反相和同相輸入之間添加一個電阻、在反相輸入和接地之間添加一個串聯RC電路,或者將元器件與輸入或增益電阻並聯。

強加噪聲增益帶來的好處似乎好得難以置信,但通常情況下它會犧牲一些性能。採用這種方法會造成輸出噪聲和失調電壓的增加。但不可否認的是,說不定哪一天「強加」較高的噪聲增益就派上了用場,成為運算放大器的又一種強大的技術特性。


相關焦點

  • 固定增益差分放大器的增益可以調節嗎?當然沒問題!
    經典的四電阻差分放大器可以解決許多測量難題。但是,總有一些應用需要的靈活性比這些放大器所能提供的更高。由於在差分放大器中電阻匹配直接影響到增益誤差和共模抑制比(CMRR),所以將這些電阻集成到同一個裸片上可以實現高性能。但是,僅僅依靠內部電阻來設置增益,用戶就無法在製造商的設計選擇之外靈活選擇自己想要的增益。
  • 調節固定增益差分放大器的增益
    經典的四電阻差分放大器可以解決許多測量難題。但是,總有一些應用需要的靈活性比這些放大器所能提供的更高。由於在差分放大器中電阻匹配直接影響到增益誤差和共模抑制比(CMRR),所以將這些電阻集成到同一個裸片上可以實現高性能。但是,僅僅依靠內部電阻來設置增益,用戶就無法在製造商的設計選擇之外靈活選擇自己想要的增益。
  • 用結構簡單的套筒式共源共柵運算放大器實現高增益、高單位增益...
    廣泛應用於數/模與模/ 數轉換器、有源濾波器、波形發生器和視頻放大器等各種電路中。與單端輸出的運算放大器相比,全差分運算放大器能提供更大的輸出電壓擺幅,並具 有不易受共模噪聲影響、更高的線性度、減少偶次諧波幹擾以及偏置電路更簡單等優點。 本文從分析和優化運算放大器的參數出發,實現了一款高性能CMOS 全差分運算放大器 的設計,其主要性能指標要求為:開環增益大於70dB,單位增益帶寬大於80 MHz,轉換速 率大於160 V/μs。
  • 運算放大器的放大率與電壓增益的知識講解
    打開APP 運算放大器的放大率與電壓增益的知識講解 英銳恩 發表於 2020-06-09 09:08:50   一、放大率與電壓增益   在運算放大器中,當電壓輸入放大電路時,輸出為輸入電壓乘以放大倍率。
  • 具有低噪聲、高增益特點的放大器設計方法概述
    本文設計的放大器具有低噪聲、高增益的特點。整體設計要求放大器的最大電壓增益為80 dB,輸入電壓有效值Vi≤10 mV。在Av=60 dB時,輸出端噪聲電壓的峰-峰值VONPP≤0.3 V,3 dB通頻帶0~5/10 MHz可選。在通頻帶內增益起伏≤1 dB,負載電阻(50±2)Ω,最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥10 V,輸出信號波形無明顯失真。
  • 電流反饋運算放大器及RF有什麼作用
    電流反饋非常適合用於高速信號,因為它沒有基礎增益帶寬積的限制,同時也由於其固有的線性度。電流反饋運算放大器的帶寬略微受到增益的約束,但不像電壓反饋器件那麼嚴重。再者,壓擺率並非受到內部偏置電流的限制,而是受到電晶體自身速度的限制。這樣在給定偏置電流的條件下可以使用更快的壓擺率,而不必採用正反饋或其它壓擺率提升技術。   電流反饋運算放大器有一個輸入緩衝器,而不是一個差分線對。
  • 儀表放大器和運算放大器優缺點對比
    什麼是儀表放大器   這是一個特殊的差動放大器,具有超高輸入阻抗,極其良好的CMRR,低輸入偏移,低輸出阻抗,能放大那些在共模電壓下的信號。   隨著電子技術的飛速發展,運算放大電路也得到廣泛的應用。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器,它源於運算放大器,且優於運算放大器。
  • 分析:偏置電流、失調電流與噪聲增益對輸出直流噪聲的影響
    2.噪聲增益是什麼??筆者常常遇到工程師在計算放大器輸出直流、交流噪聲時,使用電路閉環增益G,即放大器輸入側的總失調電壓與閉環增益的乘積。這種方式並不正確。如圖2.24(a),同相放大電路的閉環增益為式1-16。
  • 模數接口中的可編程增益放大器(PGA)介紹
    由於來自傳感器/變送器的模擬信號的本性,使其工作必須具備相當大的動態範圍。這要求採用連續增益級在進行任何實際的數字處理之前增大這些信號,PGA能滿足這種要求。 PGA是可變增益放大器(VGA)的一種。VGA提供可變和連續增益控制,而PGA必須在軟體控制下以固定步(通常6dB步)做到可變增益控制。達到更精細的分辨步0.5dB是可能的。
  • 常用的運算放大器晶片有哪些
    運算放大器的工作原理   運算放大器具有兩個輸入端和一個輸出端,如圖3-1所示,其中標有「+」號的輸入端為「同相輸入端」而不能叫做正端),另一隻標有「一」號的輸入端為「反相輸入端」同樣也不能叫做負端,如果先後分別從這兩個輸入端輸入同樣的信號,則在輸出端會得到電壓相同但極性相反的輸出信號:輸出端輸出的信號與同相輸人端的信號同相
  • 放大器電路輸出及電阻和增益比較摘要
    放大器廣泛用於電子電路中,使電子信號更大而不會以任何其他方式影響它通常我們會想到放大器em>作為收音機中的音頻放大器,CD播放器和立體聲我們在家中使用。在本放大器教程部分,我們研究了基於單個雙極電晶體的放大器電路,如下所示,但我們可以使用幾種不同類型的電晶體放大器電路。
  • 選擇適合MEMS麥克風前置放大應用的運算放大器(二)
    需要選擇合適的電源電壓以保證運算放大器的輸出不對給定的電源軌削波。有些運算放大器以軌到軌方式工作,這表示輸入或輸出電壓(取決於具體的參數)可以在不削波的情況下可以一直調到軌電壓。如果運算放大器不是軌到軌方式,數據表中將標示最大輸入和輸出電壓;請注意正負電壓最大值可能不同。
  • 低壓高增益三級放大比較器應用設計
    比較器可以比較一個模擬信號和另一個模擬信號或者參考信號,並且輸出比較得到的二進位信號。這裡所說的模擬信號是指在任何給定時刻幅值都連續變化的信號。嚴格意義上講,二進位信號在任何時刻只能取得兩個給定值中的一個。本文在結構上都採用三級結構,可見本文設計的比較器既可用作PWM比較器也可用於限流比較器,其本質都是相同的。
  • 自舉低壓運算放大器通過以實現高壓信號和電源工作的應用
    問題:能否讓低壓放大器自舉來獲得高壓緩衝器?回答:您可以採用具有出色輸入特性的運算放大器,並進一步提高其性能,使其電壓範圍、增益精度、壓擺率和失真性能均優於原來的運算放大器。緩衝器輸入連接到高阻抗分壓器,或直接連接到外部信號。因此,它還必須能夠承受靜電放電和過壓輸入的衝擊。可用的亞皮安偏置電流運算放大器並不多。可堪使用的器件常常被稱為靜電計級放大器,偏置電流低至數十飛安。遺憾的是,這些靜電計放大器的低頻電壓噪聲(0.1Hz到10Hz)為幾微伏(峰峰值)。此外,其輸入失調電壓和失調溫度係數一般也不符合要求。
  • 儀表放大器與運算放大器的區別是什麼?
    與運算放大器一樣,其輸出阻抗很低,在低頻段通常僅有幾毫歐(mΩ)。運算放大器的閉環增益是由其反向輸入端和輸出端之間連接的外部電阻決定。與放大器不同的是,儀表放大器使用一個內部反饋電阻網絡,它與其信號輸入端隔離 。
  • 低壓運算放大器通過自舉以實現高壓信號和電源工作的應用
    問題:能否讓低壓放大器自舉來獲得高壓緩衝器?s4jednc回答:您可以採用具有出色輸入特性的運算放大器,並進一步提高其性能,使其電壓範圍、增益精度、壓擺率和失真性能均優於原來的運算放大器。
  • 通過運算放大器真的能實現ppm精度嗎?
    在本文中,我們將使用精度一詞,它包括噪聲、偏移、增益誤差和非線性度等系統測量的所有限制。許多運算放大器的某些誤差在ppm量級,但沒有個運算放大器的所有誤差都達到了ppm量級。例如,斬波放大器可提供ppm級的失調電壓、直流線性度和低頻噪聲,但它們的輸入偏置電流和頻率線性度存在問題。雙極性放大器具有低寬帶噪聲和良好的線性度,但其輸入電流仍可能導致內部電路誤差(對於內部電路,我們將使用「應用」一詞)。
  • 運算放大器中如何放大倍數的電路單元
    這種運放稱為軌到軌(rail-to-rail)輸入運算放大器。 運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比,在音頻段有:輸出電壓=A0(E1-E2),其中,A0 是運放的低頻開環增益(如 100dB,即 100000 倍),E1 是同相端的輸入信號電壓,E2 是反相端的輸入信號電壓。
  • 運算放大器工作原理及誤差分析
    當MOS管技術成熟後,特別是CMOS技術成熟後,模擬運算放大器有了質的飛躍,一方面解決了低功耗的問題,另一方面通過混合模擬與數字電路技術,解決了直流小信號直接處理的難題。 經過多年的發展,模擬運算放大器技術已經很成熟,性能曰臻完善,品種極多。這使得初學者選用時不知如何是好。
  • 什麼是運算放大器?
    電源端子的其他標籤會有所不同,因為它們指的是器件內部的電晶體類型。例如,當在運算放大器內部使用雙極結型電晶體(BJT)時,電源對應於BJT的集電極和發射極:Vcc和Vee。在運算放大器內部使用場效應電晶體(FET)時,電源標籤與FET的漏極和源極相對應:Vdd和Vss。