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ADI:低固定增益差分放大器的噪声丈量

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 长期用于消费类电子产品的发光二极管(L E D

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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。

Figure 1
图1. 运用低噪声、低失真运算扩大器A D8099丈量可选增益差分扩大器ADA4950-1的噪声

AD8099的输出电压为:

Equation 1
    (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Vn1为A DA 4 9 5 0 -1的输出噪声,Vn2为AD8099的输出噪声。

总输出噪声为: 

Equation 2
    (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 (RF = 2 5 0 Ω; RG= 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:

Equation 3
    (3)

其间vn为输入电压噪声,ni+和ni-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。

Figure 2
图2. 测验成果

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