Tăng tiếng ồn là gì? Và nó được xác định như thế nào trong trường hợp chung?

23

CẬP NHẬT : Câu hỏi này đã kích hoạt những gì có thể được gọi là nỗi ám ảnh nghiên cứu đối với tôi. Tôi nghĩ rằng tôi đã nhận được khá gần với đáy của nó Tôi nghĩ rằng, tôi đã đăng những phát hiện của tôi như là một câu trả lời dưới đây.

Có một câu hỏi tương tự ở đây nhưng nó không hỏi và cũng không nhận được một tài khoản chung trong câu trả lời của nó.

Tăng tiếng ồn hóa ra là một khái niệm không thường xuyên được đề cập và dường như không được hiểu bởi thực tế là nó cung cấp sức mạnh để điều chỉnh linh hoạt sự ổn định của mạch op amp của bạn nếu bạn biết cách sử dụng nó.

Chỉ khi bạn nghĩ rằng có một phương trình mà bạn hoàn toàn có thể tin tưởng, phương trình khuếch đại nổi tiếng của op amps hóa ra là phụ thuộc vào tình huống.

G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β}

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

Hóa ra, nó phụ thuộc vào định nghĩa của bạn sử dụng. $\beta$

Phần không mong muốn (nền)

Tôi sẽ bắt đầu với một kế toán ngắn gọn về những gì tôi biết và có thể chứng minh là đúng, để bạn có thể nói rằng tôi đã làm xong bài tập về nhà và không khuyến khích những câu trả lời vội vàng:

$\beta$ được gọi là phần phản hồi , (đôi khi là hệ số phản hồi ) và là tỷ lệ của điện áp đầu ra được đưa trở lại đầu vào đảo ngược.

Xem xét bộ khuếch đại không đảo dưới đây, phần đạt đến đầu vào đảo ngược được xác định dễ dàng là bằng cách kiểm tra bộ chia điện áp: $V_{out}$ $1/10$

V_{-} = V_{o u t} \frac{R_{g}}{R_{f} + R_{g}}

$V_- = V_{out} \frac{R_g}{R_f + R_g}$

β = \frac{V_{-}}{V_{o u t}} = \frac{R_{g}}{R_{f} + R_{g}} = \frac{10 k}{90 k + 10 k} = \frac{1}{10}

$\beta = \frac{V_-}{V_{out}} = \frac{R_g}{R_f + R_g} = \frac{10\mathrm{k}}{90\mathrm{k} + 10\mathrm{k}} = \frac{1}{10}$

Quay trở lại công thức mà chúng tôi đã bắt đầu, là viết tắt của tăng vòng lặp mở, khoảng 100.000 trong trường hợp này. Thay vào công thức, mức tăng là: $A_o$

G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β} = \frac{100, 000}{1 + (100, 000 \cdot \frac{1}{10})} = \frac{100, 000}{10, 001} = 9.999

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta} = \frac{100,000}{1 + (100,000\cdot \frac{1}{10})} = \frac{100,000}{10,001} = 9.999$

Con số này cực kỳ gần với , đó là lý do tại sao chúng ta thường bỏ bit và chỉ nói . Đây là những gì một mô phỏng dự đoán và rất gần với những gì được quan sát trên băng ghế dự bị. Càng xa càng tốt. $10$ $1 +$ $G = 1/\beta$

$\beta$ cũng đóng một vai trò trong đáp ứng tần số.

Dấu vết màu vàng là mức tăng vòng lặp mở ( , màu tím là mức tăng tín hiệu vòng kín (CL) ( ). $V_{out}/(V_+ - V_-)$ $V_{out}/V_{sig}$

Thật khó để nhìn mà không mở rộng hình ảnh, nhưng mức tăng của vòng mở vượt qua 0dB ở 4,51 MHz; điểm hạ gục 3dB trên mức tăng của vòng kín là 479 kHz, do đó, khoảng một thập kỷ dưới đây. Hệ số khuếch đại vòng kín "tiêu thụ" mức tăng vòng hở để tăng tín hiệu. Khi mức tăng của vòng mở không đủ để làm điều đó, mức tăng của vòng kín giảm xuống và chạm vào điểm xuống 3dB của nó, trong trường hợp này, mức tăng của vòng mở là 10 (20dB). Vì giảm ở mức 20dB / thập kỷ, đó là một thập kỷ dưới điểm 0dB của . $A_o$ $A_o$

Vì vậy, trong trường hợp này:

{B W}_{C L} = β \cdot {B W}_{O L} = 0.1 \cdot 4.51 M H z \approx 479 k H z

${BW}_{CL} = \beta \cdot {BW}_{OL} = 0.1 \cdot 4.51 \mathrm{MHz} \approx 479 \mathrm{kHz}$

Phần đáng ngạc nhiên

Ok, vậy có lẽ tôi đã sai? Tất cả điều này dường như chỉ hoạt động tốt. Hmm, nếu chúng ta thực hiện một chút điều chỉnh cho mạch. Hãy bật trong điện trở trông ngây thơ này : $R_n$

Và hãy xem mức tăng theo tần số một lần nữa:

Whoa! Có chuyện gì thế?

Mức tăng tín hiệu vòng kín (dấu vết màu tím) vẫn là 10 (20dB)
nhưng băng thông bị giảm thêm một thập kỷ nữa, xuống còn 43,6 kHz!
Có dấu vết màu lục lam va vào đúng cách, nhưng nó tăng lên 40dB $A_o$

Những gì tôi đã làm việc cho đến nay

Cuối tuần qua, tôi đã nghiên cứu cuốn sách tuyệt vời về ứng dụng Op Amp của Walter Jung . Trong chương đầu tiên, ông giới thiệu khái niệm tăng nhiễu , để phân biệt cẩn thận với tăng tín hiệu . Điều này dường như đủ đơn giản vào thời điểm đó khi anh xác định mức tăng nhiễu chỉ đơn giản là và đề xuất ký hiệu . $1/\beta$ $NG$

Đối với bộ khuếch đại không đảo đầu tiên ở trên, mức tăng nhiễu bằng với mức tăng tín hiệu , có lẽ đó là lý do tại sao người ta hiếm khi gặp phải sự khác biệt. $(G)$

Tuy nhiên, tôi đã thu thập được nhiều loại thực tế từ nhiều nguồn khác nhau:

Các dấu vết màu lục lam trên là tăng tiếng ồn (trên thực tế, nó là duy nhất mà nó sẽ được nếu tôi đã có thể vẽ nó với Spice). Tôi đã có thể tìm thấy một số tài liệu tham khảo sau khi tìm kiếm trực tuyến rộng rãi, nhưng không có mô tả nào về cách xác định nó khi nó không giống với mức tăng tín hiệu. Trong mạch thứ hai ở trên, giá trị là:

$\frac{R_{f}}{R_{g} ∥ R_{n}}$ $\frac{R_f}{R_g\parallel R_n}$
Độ nhiễu là những gì thực sự xác định đáp ứng tần số, không phải mức tăng tín hiệu. Độ ồn là những gì SPICE (và mạch của bạn) sử dụng để xác định đáp ứng tần số trên phân tích AC.
Độ lợi vòng lặp là ( ) và xác định độ ổn định của bộ khuếch đại. Nhưng trong biểu thức đó là beta nhiễu (1 / độ nhiễu), không phải là beta tín hiệu . Lưu ý rằng tôi chưa bao giờ thấy thuật ngữ nhiễu beta hoặc tín hiệu beta trong bản in, tôi vừa phát minh (hoặc có thể phát minh lại) chúng ở đây để phân biệt hai loại này. $A_o\beta$ $\beta$
Như đã trình bày ở trên, độ nhiễu có thể được xử lý mà không làm thay đổi mức tăng tín hiệu. Điều này hóa ra là một cách rất mạnh mẽ để điều chỉnh băng thông của bộ khuếch đại để chỉ lấy lề pha mà bạn muốn mà không bị lung lay với tín hiệu đạt được nhu cầu mạch của bạn.
Thuật ngữ này hơi khó hiểu, nhưng ứng dụng này từ AD có vẻ rõ ràng nhất với tôi bằng cách nói có mức tăng vòng hở và mức tăng vòng kín, nhưng có hai loại tăng vòng kín, tăng tín hiệu và tăng nhiễu.

Một vài điều tôi đã suy ra

Lưu ý: giả thuyết này hóa ra là sai. Op amp là một bộ khuếch đại DC , và do đó, các đặc tính mạch thiết yếu của nó (bao gồm cả mức tăng nhiễu) có thể được đo tại DC, tại đó nó trở nên giống với tần số thấp.

~~Giả thuyết: Độ tăng tín hiệu được xác định bằng phân tích DC. Độ ồn được xác định bằng phân tích AC.~~ Tôi nghi ngờ đây không phải là toàn bộ câu chuyện và là một trong những câu hỏi chính của tôi dưới đây. Nhưng nó dường như tạo ra giá trị phù hợp cho mức tăng nhiễu trong các trường hợp tôi đã thử cho đến nay nếu bạn rút ngắn nguồn điện áp độc lập và sau đó thực hiện chức năng truyền đạt điện áp của mạng phản hồi. Điều này có nghĩa là:

β_{n o i s e} = \frac{Δ v_{-}}{Δ v_{o u t}}

$\beta_{noise} = \frac{\Delta v_-}{\Delta v_{out}}$

Tại sao điều này thực sự tiện dụng

Chúng ta hãy xem xét mức tăng vòng lặp, trong đó độ ổn định của mạch được xác định. Tôi sẽ thay thế các giá trị là 1k (như ở trên), 2k, 5k và 100Meg (giống như không có điện trở nào). Tôi đã thêm một tụ điện 5 nF trên đầu ra để giảm mạch không bù xuống lề pha 45 độ: $R_n$

Tôi sẽ chỉ nhảy vào dòng punch ở đây. Bằng cách điều chỉnh , tôi có thể điều khiển lề pha giữa mọi nơi (46 ° trong trường hợp này) và 90 ° và bất cứ nơi nào tôi muốn ở giữa. Điều này có chi phí băng thông, vì vậy đây không phải là một bữa trưa hoàn toàn miễn phí, nhưng nó cho phép tôi tối ưu hóa sự đánh đổi đó bất cứ nơi nào tôi muốn. Điều này chuyển thành khả năng điều chỉnh phản ứng bước của tôi giữa các dấu vết màu vàng và màu tím bên dưới: $R_n$

Câu hỏi mà một tài khoản đầy đủ và chung sẽ trả lời

Tôi không tìm kiếm câu trả lời cá nhân cho các câu hỏi sau đây. Điều tôi đang tìm kiếm là lời giải thích về việc tăng tiếng ồn cho phép tôi tự trả lời những câu hỏi này. Hãy nghĩ về những điều này như là "bộ kiểm tra" cho câu trả lời :)

Làm thế nào op amp có thể có hai phân số phản hồi riêng biệt? Vì mức tăng tín hiệu có thể được tính toán ở DC và mức tăng nhiễu dường như ở AC, có lẽ chúng ta có thể xem xét một trong số chúng là phần phản hồi DC và phần thứ hai là phần phản hồi AC?
Nếu beta nhiễu là phần phản hồi AC, tại sao phần phản hồi DC xác định mức tăng tín hiệu? Tín hiệu là AC, vì vậy tôi không thấy nó sẽ được xử lý khác như thế nào.

Vì vậy, câu hỏi thực tế của tôi là:

Tăng tiếng ồn thực sự là gì?
Làm thế nào và tại sao nó khác với tăng tín hiệu, theo nghĩa "tại sao có hai mà không phải một"? và
Làm thế nào để xác định mức tăng nhiễu thông qua phân tích mạch trong trường hợp chung? (tức là mô hình tương đương nào được sử dụng.)
Điểm thưởng nếu bạn tình cờ biết cách vẽ nó trong SPICE :)

— scanny
nguồn

3

Câu hỏi thú vị. Không thể chờ đợi để xem những người thực sự hiểu biết nói gì.

— JRE

Dấu vết màu lục lam = 10 * Vout là không liên quan. Câu hỏi này quá dài ngoằn ngoèo và bạn đang thiếu điểm. Tăng tiếng ồn là không có gì để làm với những gì bạn đang hiển thị.

— Andy aka

@Andyaka - Ngược lại, dấu vết màu lục lam là điểm; đó là mức tăng nhiễu của mạch thứ hai đó, Nếu bạn không tin tôi, tin Walter Jung: analog.com/l Library / ananDialogue / archives 31-2 / Gicsics / . Mạch thứ hai ở trên giống như mạch bên trái trong hình của Walter. Tôi không thể vẽ trực tiếp mức tăng nhiễu, vì vậy tôi đã xấp xỉ nó với 10 * VOC, đây là một xấp xỉ khá tốt trong trường hợp này, ít nhất là với sự giao nhau 0dB.

1 + \frac{R_{f}}{R_{g} ∥ R_{n}} = 1 + \frac{90 k}{10 k ∥ 1 k} \approx 100 = 40 d B

$1 + \frac{R_f}{R_g \parallel R_n} = 1 + \frac{90k}{10k \parallel 1k} \approx 100 = 40dB$

— scanny

nhưng đó là quan điểm của tôi Vẽ nó như mười lần Vout là một việc hoàn toàn vô lý. Nó hạ thấp câu hỏi du lịch về phía máng xối. Sự cứu chuộc là cần thiết!

— Andy aka

Bạn có thể thấy điều này hữu ích: analog.com/l Library / ananDialogue / archives / 43-09 / 2007

— Peter Smith

11

Được rồi, sau nhiều nghiên cứu hơn, tôi nghĩ rằng tôi đã đi đến tận cùng của điều này. Trên thực tế tôi chắc chắn rằng nó chỉ tiếp cận đến đáy, vì tôi đã thấy khu vực chủ đề này khá sâu, nhưng tôi nghĩ rằng tôi đã đến đủ gần để làm sáng tỏ.

Một quan niệm sai lầm cơ bản

Một bước ngoặt trong sự hiểu biết của tôi là khi tôi nhận ra rằng phương trình mà tôi đã đưa ra trong OP:

G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β}

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

là một phương trình sơ đồ khối , không phải là một phương trình mạch . Đó là hai điều khác nhau và bản dịch giữa cái này và cái kia thường không tầm thường. Thực tế là bản dịch là tầm thường đối với trường hợp đơn giản không đảo ngược op amp có lẽ là một cái bẫy cho không thận trọng, chắc chắn một trong tôi rơi vào đầu đầu tiên :)

Chúng ta sẽ thấy tại sao điều đó lại quan trọng.

Tăng tiếng ồn là gì?

Độ tăng nhiễu (trong mạch op amp) là mức tăng có được nhờ một tín hiệu nhỏ được áp dụng ở đầu vào không đảo (+).

Nó được gọi như vậy bởi vì nhiễu thường được nói là "được gọi là đầu vào", nghĩa là tín hiệu nhiễu cần có ở đầu vào để tạo ra đầu ra nhiễu xác định. Điều này cho phép tiếng ồn phát ra từ các phần khác nhau của op amp được "gộp lại" thành một giá trị tương đương duy nhất, đơn giản hóa mọi phân tích không thực sự quan tâm đến việc bên trong hộp đen phát ra tiếng ồn.

Trong một bộ khuếch đại không đảo ngược đơn giản, mức tăng nhiễu cũng giống như mức tăng tín hiệu:

Điều đó có ý nghĩa khi bạn xem xét rằng tín hiệu được áp dụng trực tiếp vào đầu vào không đảo, và một điện áp vi sai nhỏ được áp dụng tại nút đó sẽ trải nghiệm chính xác mức tăng giống như tín hiệu.

$\beta$

$+$

N G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β}

$NG = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

$1/\beta$ $1/\beta$ $A_o\beta \gg 1$

$\beta$

Hãy xem xét các mạch khuếch đại đảo ngược dưới đây:

Sơ đồ khối cho mạch này hóa ra là thế này:

Tôi sẽ không xem chi tiết về cách bạn đến đây từ sơ đồ mạch, nhưng điều đó có thể tạo ra một câu hỏi tiếp theo thú vị nếu bạn muốn đăng nó. Về cơ bản, bạn tạo một tương đương Thevenin nhìn vào từ thiết bị đầu cuối đảo ngược và sau đó sử dụng sự chồng chất để có được hai đóng góp cho nút tổng. Lưu ý rằng ở đây, đại diện cho tại các đầu vào op amp, đó là lý do tại sao và có dấu trừ trong biểu thức của chúng. $R_f$ $V_e$ $V_- - V_+$ $A_o$ $\beta$

Có một vài điều thú vị chúng ta có thể thấy:

Tín hiệu đầu vào không xuất hiện trực tiếp tại nút tính tổng. Nó được suy giảm đầu tiên bởi ( ở đây là viết tắt của truyền qua đầu vào ). Điều này giải thích tại sao mức tăng nhiễu không bằng mức tăng tín hiệu cho cấu trúc liên kết đảo. Độ ồn là một thuộc tính của vòng khuếch đại lõi , không phải là mạch tổng thể. $v_{in}$ $T_i$ $T_i$
$\beta$ giống như trong trường hợp không đảo ngược (một khi bạn nhận được các dấu hiệu được sắp xếp). Điều này giải thích tại sao mức tăng nhiễu là như nhau đối với các cấu trúc liên kết đảo và không đảo.
$R_f$ $R_{in}$ $\beta$ $T_i$

Vậy "buộc tăng nhiễu" là gì và tại sao nó hoạt động?

Tôi vướng vào câu hỏi về độ ồn khi theo đuổi mối quan tâm đến độ ổn định / bù op op chứ không phải nhiễu. Tôi đã tìm thấy một vài tài liệu tham khảo đã tuyên bố (diễn giải) "... buộc tăng nhiễu là một kỹ thuật bù mạnh mẽ mà nhiều kỹ sư tương tự không biết về ...". Phản ứng của tôi là: "Hmm, nghe có vẻ thú vị! Tôi yêu nghệ thuật đen tương tự! Có tiếng ồn gì không? Và làm cách nào để buộc nó làm điều gì đó mà nó không muốn?"

$A_o \beta$ $\beta$

Xin nhắc lại, đây là mạch "tăng nhiễu cưỡng bức" từ phía trên trông như thế nào, như được áp dụng cho bộ khuếch đại không đảo:

Nếu chúng tôi thực hiện phân tích tương đương Thevenin tương tự để cô lập các khối phản hồi và đầu vào, chúng tôi sẽ kết thúc với một sơ đồ khối trông như thế này:

Chúng ta có thể quan sát một vài điểm thú vị:

$T_f$ . Điều này có hiệu quả làm giảm phần phản hồi, tăng mức tăng vòng kín của vòng khuếch đại lõi, còn được gọi là mức tăng nhiễu.
$T_i$ $T_f$ mức giảm đó được bù đắp chính xác bằng mức tăng nhiễu và mức tăng tín hiệu chung không bị ảnh hưởng.
$T_i$ $T_f$ $V_{out}/V_{in}$

Đưa ra sơ đồ tương đương mà chúng ta mang lại, chúng ta thấy rằng có thể đạt được mức giảm vòng lặp mong muốn bằng cách làm giảm mức tăng của bộ khuếch đại chính, mà không tạo ra sự thay đổi trong mức tăng tín hiệu tổng thể (ở tần số thấp).

Đây là một sự phát triển video thực sự xuất sắc về điều này của cố giáo sư James Roberge của MIT (bắt đầu khoảng 35:17). Cuối cùng tôi đã xem toàn bộ 20 bài giảng (hầu hết là hai lần :) và rất khuyến khích nó :)

Tôi cũng đã tìm ra cách vẽ trực tiếp mức tăng nhiễu trong LTspice, tôi đã đăng nó như một câu hỏi tiếp theo nếu bạn muốn xem: Làm thế nào để tôi vẽ mức tăng nhiễu của mạch op amp trong SPICE? .

— scanny
nguồn

Scanny, tôi nghĩ rằng bạn đã cung cấp một dẫn xuất khá toàn diện, chính xác và minh họa. Với nhận xét này, tôi muốn đề cập rằng việc cung cấp Rn điện trở - hoặc kết nối loạt của Cn và Rn phù hợp - giữa cả hai đầu vào đầu vào opamp là một trong những phương pháp cổ điển để bù tần số ngoài (cải thiện biên độ ổn định). Điều này hoạt động vì mức tăng vòng lặp giảm. Hơn thế nữa, mức tăng tín hiệu sẽ không bị ảnh hưởng bởi vì - như bạn cũng đã chỉ ra - "giảm xóc trước" bị ảnh hưởng bởi cùng một yếu tố. Tuy nhiên, băng thông tín hiệu cũng giảm tương ứng.

— LvW

Một câu hỏi vững chắc và một câu trả lời vững chắc khác. Tuyệt diệu. Bạn có liên kết đến "... buộc tăng nhiễu là một kỹ thuật bù mạnh mẽ mà nhiều kỹ sư tương tự không biết về ..."? Có vẻ như nó có thể là giá trị đọc tốt.

— efox29

@ efox29: Đây là một vài trong số những người tôi đã đề cập đến :) liên kết 1 , liên kết 2 .

— scanny

Câu hỏi tiếp theo: Điều gì sau đó sẽ là tăng tiếng ồn của một người theo dõi đơn giản? Đơn giản chỉ là 1? Và tiếng ồn được xử lý như thế nào đối với người theo dõi?

— Irenaius

4

Độ tăng tiếng ồn của op-amp luôn được đưa ra bởi $G_N$ $1\ +\ \frac {R_F} {R_{IN}}$ $AV_{OL}$ $A_{CL}$ $R_{IN}$ $R_G$ $R_N$

Độ tăng nhiễu được sử dụng cho các tiêu chí ổn định, không phải mức tăng tín hiệu.

Đây là một đồ họa nhỏ tiện dụng:

Nếu bộ khuếch đại có mức tăng vòng hở rất cao, thì mức tăng của vòng kín là mức tăng nhiễu.

Mạch của bạn ở trên giống như mạch C.

$R_{IN}$

Định nghĩa độ lợi vòng kín của bộ khuếch đại:

[Cập nhật]

Đáp lại các ý kiến:

Độ tăng nhiễu của bộ khuếch đại không phải là trường hợp đặc biệt; nó luôn luôn là mức tăng không đảo của bộ khuếch đại và cuối cùng đặt mức tăng vòng kín của bộ khuếch đại.

$1\ + \frac {R_F} {R_{IN}}$ $\frac {R_F} {R_G}$ .

Lưu ý rằng $R_{IN}$ luôn luôn là trở kháng đầu vào như nhìn thấy từ đầu vào đảo ngược tại AC (vì vậy trong trường hợp này là đầu vào bị thiếu).

Nguồn ac của bạn không có trở kháng bằng 0 và do đó kết nối (cho mục đích ac) $R_{IN}$ nối đất cho mục đích phân tích; hãy thử thêm một trở kháng nguồn để xem tại sao điều này có thể thay đổi mọi thứ.

Nguồn nguyên liệu .

— Peter Smith
nguồn

1 + \frac{R_{F}}{R_{I N}}

$1\ +\ \frac {R_F} {R_{IN}}$

R_{I N}

$R_{IN}$

3

Độ ồn là cách nhiễu (bên trong đầu vào của op-amp) được khuếch đại bởi các điện trở phản hồi TRONG CONJUNCTION VỚI (rất quan trọng) điện dung "vô hình" từ đầu vào đảo ngược xuống đất, tức là điện dung ký sinh đầu vào. Xem xét các bộ khuếch đại không đảo ngược tiêu chuẩn: -

$V_{IN}\times 1 + \dfrac{R2}{R1}$ cho đến khi tần số đạt đến giới hạn trong đó mức tăng của vòng mở giảm làm cho mức tăng của vòng kín giảm xuống tương ứng. Tôi sẽ thêm hai điều vào mạch trên để làm cho mọi thứ phù hợp hơn về cách phân tích mức tăng tiếng ồn: -

Hai thành phần được thêm vào là điện dung rò rỉ của đầu vào đảo ngược và nguồn nhiễu bên trong bên trong mỗi đầu vào op-amp.

Từ góc độ của nhiễu (và tín hiệu), mức tăng được tăng lên bởi các tụ điện được thêm vào trên khắp R1. R 1 bị lệch (ở tần số cao) bởi độ phản kháng của tụ điện. Điều này có nghĩa là cả khuếch đại tín hiệu và (chúng ta sẽ nói) khuếch đại nhiễu đều tăng.

Vì vậy, phần cuối cùng của câu chuyện này là một cốt truyện điềm báo: -

Từ DC trở lên, khuếch đại được xác định bởi mức tăng thông thường tức là 1 + R2 / R1 sau đó, tại một số điểm, C1 bắt đầu chuyển dần dần R1 và tăng theo tần số. Mức tăng này tiếp tục tồn tại cho đến khi nó đáp ứng đáp ứng của vòng mở sau đó, tự nhiên giảm khi mức tăng của vòng mở giảm xuống.

Đây là những gì thu được tiếng ồn khi áp dụng cho mạch op-amp không đảo.

— Andy aka
nguồn

1

Tôi cũng khá bối rối với tất cả các hướng dẫn tôi đã đọc, vì chúng chỉ áp dụng cho một số loại mạch nhất định.

Tôi nghĩ rằng đây là cách dễ nhất để hiểu nó và hoạt động trong tất cả các tình huống:

Thay thế nguồn của bạn bằng quần short hoặc mạch mở, theo sau định lý chồng chất
Ngắt kết nối đầu vào không đảo ngược của op-amp và chèn một nguồn điện áp nhiễu nối tiếp với nó.
Độ ồn là mức tăng từ nguồn điện áp nhiễu đến đầu ra.

Vì vậy, đối với mạch này:

Mức tăng tín hiệu là 10/2 = 5 × +14 dB
R_eq = 1 kΩ || 2 kΩ | | 10 kΩ = 625

Thay đổi nó thành mạch này:

Độ tăng nhiễu là 10 / (2 | | 1) = 15 × +24 dB

Ví dụ:

Tiếng ồn từ các bộ lọc hoạt động: Một bất ngờ không mong muốn
Bộ khuếch đại hoạt động Tiếng ồn của Art Kay giải thích điều đó tốt

— nội tâm
nguồn

0

Thuật ngữ "khuếch đại nhiễu" xuất phát từ quy ước đề cập đến tiếng ồn tương đương của các phần bên trong của một op amp đến thiết bị đầu cuối không đảo. Vì vậy, ví dụ nhiễu điện áp trong op-amp được chuyển thành nguồn điện áp tương đương nối tiếp với cực không đảo, tính bằng volt trên mỗi hertz gốc. Điều này cho phép bạn tính toán nhiễu đầu ra bằng cách nhân với mức tăng không đảo, tính theo băng thông.

Khi tìm ra băng thông của bộ khuếch đại có cực trội, bạn cũng phải sử dụng "mức tăng nhiễu" hoặc mức tăng nhìn thấy từ đầu vào không đảo. Bằng cách đó, băng thông chỉ đơn giản là sản phẩm GBW so với mức tăng nhiễu.

Về cơ bản, nó - Độ ồn là mức tăng từ thiết bị đầu cuối không đảo. Trong bộ khuếch đại đảo ngược, mức tăng tín hiệu là khác nhau, nhưng băng thông và nhiễu sẽ được tính toán với mức tăng không đảo từ đầu cực + đến đầu ra.

— John D
nguồn

Làm thế nào điều này sẽ giải thích cho sự khác biệt về tăng nhiễu và tăng tín hiệu trong mạch thứ hai? Tín hiệu đang được áp dụng cho thiết bị đầu cuối không đảo và đang thấy mức tăng 10 (mức tăng tín hiệu), chứ không phải 20 (mức tăng nhiễu).

— scanny

Tôi không thấy sự khác biệt - Tại sao bạn nghĩ mức tăng tiếng ồn là 20? Tăng tín hiệu là 10, tăng nhiễu là 10, phải không? Nếu đó là một bộ khuếch đại đảo ngược thì tín hiệu và độ nhiễu sẽ khác nhau.

— John D

Độ tăng nhiễu trong mạch đó là 40dB (100), (xin lỗi, không phải 20, có các dB của tôi bị lẫn lộn :) Nhưng chắc chắn là không 10. Đó là lý do tại sao băng thông giảm 2 thập kỷ thay vì 1. Đó là thực tế là tín hiệu và nhiễu đạt được không giống nhau trong mạch ban đầu đã đưa ra câu hỏi của tôi :) (Đó cũng là điều làm cho nó trở nên thú vị về thiết kế.)

— scanny

Điều này thật thú vị - Đối với một op-amp lý tưởng, Rn của bạn không làm gì cả và độ nhiễu cũng giống như mức tăng tín hiệu, phải không? . thiết bị đầu cuối không đảo ngược theo một thứ tự cường độ. Làm thế nào bạn có được dấu vết màu lục lam cho thấy mức tăng tiếng ồn = 100?

— John D

Thật thú vị phải không? Nó làm tôi bối rối suốt cả ngày cuối tuần :) Tôi không nghĩ nó phải làm với thực tế so với lý tưởng. Nó không có vẻ phải làm với phân tích AC vs phân tích DC mặc dù. Nếu bạn thực hiện phân tích AC về phần phản hồi (V_sig nguồn V độc lập ngắn), thì nó tạo ra kết quả chính xác, với 90k / .909k = 100 (40dB).

— scanny

0

Về cấu hình đảo ngược, nó nói: "Rf và Rin xuất hiện trong cả hai biểu thức khối β và Ti. Điều này phản ánh sự phụ thuộc lẫn nhau giữa mạng phản hồi và mạng suy giảm đầu vào. Thay đổi một trong các trở kháng do đó thay đổi cả tín hiệu và tín hiệu. tăng nhiễu. Vì vậy, không thể sửa đổi chúng một cách riêng biệt bằng cách thay đổi giá trị của các thành phần mạng phản hồi hiện có "

Nhưng tôi nghĩ là có thể:

Biến tần có bù Rn