|
|
У ОУ есть следующие бяки: шум тока и шум напряжения (Eш и Iш). Также есть ток смещения, ток сдвига и напряжение сдвига.
Первый шум (ток). Эквивалентная схема - источник токового шума между землей и входом. Его можно привести к шуму напряжения, зная выходное сопротивление источника сигнала (со стороны входа ОУ, то есть в него входят все цепи ОС). Оно будет Iш * R. Соответственно вклад этого шума в выходной будет Iш * R * Ку. R берем для каждого входа свой, какой есть в схеме. Итого - чем больше сопротивление, тем больше вклад токового шума в выходной шум усилителя. Минимум этого шума будет при закороченном на землю (или на выход пред. каскада) входе. Iш берем из даташита из СПМ и интересующей полосы.
Второй шум (напряг) это источник напряжения-шума, включенный в разрыв входа ОУ. Он попадет на выход усиленным в Ку раз. Его берем из СПМа Eш.
Собственно резисторы вокруг входов. Они, гады, тоже шумят, и ничего с этим не поделаешь. Их шум тоже усиливается и попадает на выход.
Итого: e^2 = Eш^2 + 4kTR + (Iш*R)^2. Что нужно для минимума шума я думаю ясно. Минимум R.
Еще факторы, влияющие на выбор резисторов:
Ток смещения это "постоянная составляющая" входного тока. Ток сдвига это разница токов у входов. Этот ток приводится к напряжению аналогично токовому шуму (вызывает падение напряжения на сопротивлениях, подключенных к входам), и проявляется на выходе как Ку*(Iвх1*R1-Iвх2*R2) где R1 и R2 соотв. сопроивления со стороны неинв. входа и инвертирующего, а I1 и I2 это токи этих входов. Разные, потому как сдвиг есть. Отсюда вывод №1. Если в схеме важна постоянка, то надо стремиться минимизировать разницу между R1 и R2. Для этого, например, в инвертирующем усилителе ставят резистор между положительным входом и землей, равный суммарному сопротивлению источника сигнала и цепей ОС по отрицательному входу. При этом уход выхода от нуля будет определяться исключительно током сдвига.
Напряжение смещения. Можно рассматривать как источник постоянки, включенный в разрыв цепи одного из входов ОУ. Он попадет на выход просто усиленный в Ку раз.
Соответственно, если нужен минимум шума, и постоянка пофигу, то берем неинвертируюшую схему, подаем сигнал непосредственно на вход ОУ, резисторы ОС минимизируем исходя из возможностей выходного каскада раскачивать нагрузку. Итого получаем минимальное влияние токового шума и 4kTR, ну а Eш никуда не деть. Для инв. схемы коротим положительный вход напрямую на землю. Выбор между инв. и неинв. схемами осуществляем исходя из требований к входному сопротивлению усилителя.
Если точность постоянки важна - то выравниваем сопротивления у обоих входов. Опять же в любой схеме включения. Это минимизирует влияние входного тока, но шумы растут...
Если постоянка вообще не нужна - можно цепь ОС запустить на землю через кондёр, что даст единичное усиление на постоянке. Соответственно уменьшится и смещение выхода, и шумы (в полосе от постоянки до номинального усиления).
Окончательно про резисторы. Ясно, что чем они меньше, тем шумов меньше. Но, чем они меньше, тем больше жрем тока, тем более мощный ОУ нужен. Доучи еще их и греем, что приводит к увеличению 4kTR... И выбираем эти резисторы исходя из компромисса между шумами и жрачкой. А схему включения - из требований к инверсии сигнала и входного сопротивления каскада. Расчет тут не сложен.
|
|
E-mail: 
info@telesys.ru
