《電子技術(shù)應(yīng)用》
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用電阻噪聲確定一個(gè)低噪聲放大器的特性
摘要: 如果知道或可以估計(jì)出一款低噪聲放大器的增益或噪聲帶寬,只使用幾只電阻和一只交流電壓表,,就可以測(cè)出其它的規(guī)格,。本例使用了Johnson方程,它描述的是一只電阻所生成的噪聲量,。要找到缺失的參數(shù),,就要測(cè)量放大器的輸出噪聲電壓,此時(shí),,先將輸入短接,,然后使用幾只不同值的電阻??梢詮木W(wǎng)上下載一個(gè)Excel電子表,,用于計(jì)算增益或噪聲帶寬。
Abstract:
Key words :

  如果知道或可以估計(jì)出一款低聲放大器的增益或噪聲帶寬,,只使用幾只電阻和一只交流電壓表,,就可以測(cè)出其它的規(guī)格(參考文獻(xiàn)1)。本例使用了Johnson方程,,它描述的是一只電阻所生成的噪聲量(參考文獻(xiàn)2),。要找到缺失的參數(shù),就要測(cè)量放大器輸出噪聲電壓,,此時(shí),,先將輸入短接,,然后使用幾只不同值的電阻??梢詮木W(wǎng)上下載一個(gè)Excel電子表,,用于計(jì)算增益或噪聲帶寬。

  測(cè)量開(kāi)始時(shí),,將低噪聲放大器的輸入端短路,,用電壓表測(cè)量噪聲電壓。然后,,在放大器的輸入端每次插入一只電阻,,再測(cè)量放大器輸出端的噪聲電壓。將測(cè)得的輸出噪聲電壓,、每只電阻的阻值,、環(huán)境溫度、已知或估計(jì)的低噪聲放大器增益,,以及已知或估計(jì)的有效噪聲帶寬,,輸入到電子表格內(nèi)。

  電子表格使用每個(gè)電阻的測(cè)量值,,繪出一個(gè)理想的“藍(lán)色”曲線,,它表示了以nV/√H2為統(tǒng)一單位的Johnson噪聲(圖1)。對(duì)任何低噪聲放大器輸入電阻,,可以對(duì)藍(lán)色曲線作出補(bǔ)償,。圖中亦顯示了一個(gè)“綠色”曲線,,它表示的是計(jì)算得出的放大器“超額”輸出噪聲,,即所測(cè)得輸出減去與放大器無(wú)關(guān)的輸入相關(guān)噪聲。輸入相關(guān)噪聲是一種無(wú)關(guān)的噪聲信號(hào),,它會(huì)以噪聲電壓平方之和的平方根形式,,加到所有額外輸入噪聲上。使用放大器的有效噪聲帶寬和增益值,,通過(guò)短接放大器輸入端而測(cè)量輸出噪聲電壓,,就可以找出放大器的輸入相關(guān)噪聲。

  可以用Agilent公司34410A這類萬(wàn)用表,,它有第二顯示的算術(shù)平均功能,,填入測(cè)得的輸出噪聲值(參考文獻(xiàn)3)。當(dāng)放大器通電時(shí),,將每只電阻連接到放大器輸入端后,,將算術(shù)平均值清零;一般要等大約10秒至1分鐘時(shí)間,,直到新平均值穩(wěn)定下來(lái),;在噪聲電子表格中記錄下該電阻的平均值,。用歐姆表功能測(cè)出實(shí)際的電阻值,并將其記在電子表格內(nèi),。

  在表中記下輸入?yún)?shù)及測(cè)得的輸出噪聲值,。猜測(cè)一下未知參數(shù)的初始值,然后加以修改,,直到綠色曲線幾乎全部覆蓋理想的藍(lán)色曲線,。當(dāng)曲線覆蓋時(shí),就會(huì)找到缺失的參數(shù),。然后,,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)參數(shù),嘗試做假設(shè)分析,。

  參考文獻(xiàn)

  1.Geller, Joseph M, “On Measuring the Effective Noise Bandwidth of a Filter,” 2007.

  2.Johnson, JB, “Thermal Agitation of Electricity in Conductors,” Physical Review, Volume 32, July 1928, pg 97.

  3.“34410A Digital Multimeter, 6½ Digit,” Agilent Technologies.

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