测量超低噪声的OP放大器噪声测量电路工作原理分析

电路的功能

采用OP放大器的直流放大器，失调漂移固然重要，而低频噪声也必须小。不同种类的OP放大器基噪声差别很大，必须进行实测，以掌握具体参数。本电路是OP放大器的噪声电压测定电路，测量带宽为0.1HZ~10HZ，侧重低频噪声。因为测量结果是低频的，不能用普通毫伏计或电平测量仪来指示，可使用笔式记录仪或示波器来记录或显示。

电路工作原理

要把被测量（DUT）IC的噪声电压放大10，000倍，如使用失调电压VOO大的OP放大器就有可能饱和，这时要增加失调调节电路或者把放大倍数降到100倍。

滤波放大器的放大倍数为5倍，所以总的放大倍数是50，000倍（94DB）。测得的电压E除以50.000得到的值就相当于输入换算噪声电压。

低通滤波器由R3、C2和R5、C4构成，时间常数均为16.9HZ，高通滤波器为一级CR滤波器，C5、C6、R7（假定与1M的输出阻抗并联，阻值取110K）的时间常数大约为0.07HZ。

为了测定失调电压，可和数字电压表测量R3点的输出，测量结果被10.000除，即可得到输入换算失调电压。

组装注意事项

为了测量非常微弱的电压，必须采用稳定而且噪声小的电源。DUT周围很容易串入外来噪声，所以本电路应全部放大金属盒内，插入被测IC后，加盖再进行测量。

注释

最佳信号源电阻和NF

在低噪声电路中，只使用低噪声OP放大器还不能说明是完善的，对于OP放大器来说，除用输入换算噪声电压表示噪声特性外，在高阻抗电路中还有重要的输入换算噪声电流IX。

信号源电阻R3是传感器等的阻抗，如果知道了该电阻的阻值，便可对高阻抗电路进行计算，通常用下式表示：

式中EI为信号源产生的热噪声，它由信号源电阻决定，从这角度看，采用低阻抗有好处，但是这时传感器产生的信号电压也会变小。

在上式中重要的是EN与IN.RE的关系，当EN=IX.R1时，噪声指数最小，因此最佳信号源电阻应为R3=EN/IN。低噪声OP放大器基数据表中已列出了EN和EN值。双极型OP放大器的EN值较小，而FET输入式OP放大器的IN值较低，可根据使用要求加以选用，即信号源电阻RS小的低阻抗电路应采用双极型输入OP放大器，而在高阻抗电路中，IN起支配作用，宜选用FET输入型OP放大器。