技术专家手把手教你计算放大器噪声系数

　　1. 引言

　　在各种放大器使用的场合，我们时常需要计算到放大器，却没有一个直观的方式来看放大器这一级对链路噪声的影响。本文讨论了各种放大器架构下，放大器的噪声系数的计算方式。

　　2. 放大器噪声指标

　　电子元件应用中，常见如下5 种噪声来源：

　　1. 散弹噪声（shot noise，白噪声，在频谱中表现为平坦的）

　　2. 热噪声（thermal noise，白噪声，在频谱中表现为平坦的）

　　3. 闪烁噪声（flicker noise，1/f 噪声）

　　4. 突发噪声（burst noise，脉冲噪声）

　　5. 雪崩噪声（Avalanche noise，反向击穿时才出现的噪声）

　　基本上每个放大器都有输入电压噪声和输入电流噪声两个指标。在频域，通常其单位用nV/rtHz，和pA/rtHz 来表征。 如下图：

　　Figure 1 输入电压噪声和电流噪声曲线图例

　　按噪声种类来分， 其大致贡献在不同的频段如下：

　　Figure 2 噪声种类分布图

　　如果把所有电容，电感都看做无噪声的器件，一个普通的放大器的输出噪声按主要的贡献可以按如下图所示：

　　Figure 3 放大器噪声分量分解

　　

　　根据这个估计， 可以得到如下电阻值的电压噪声：

　

　　在输出的噪声中， 上图的各个分量其贡献如下：

　　

　　输出的噪声是这些分量的均方和：

　

　　

　　Figure 4 放大器电压噪声等效输出模型

　　同理，对上式中的第4 项，负端的电流噪声，也可以建立这样的模型：

　　Figure 5 放大器电流噪声等效输出模型