信号链增益提高将改善精密小信号处理

翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟)

低噪声，低偏移电压，低漂移-当你把信号链前端的增益提高后，所有的这些精密小信号处理的目标变得很简单。

这是一个很简单的概念。如图1所示，第二级的误差将除以第一级的增益。比如，第一级增益适度，值为10，第二级的误差或噪声是第一级的10倍，却仅仅贡献与第一级相等的误差。注意，我们通常认为后级中的误差来源于输入(等效到输入端或RTI)，好像所有的误差都在刚输入的时候就存在了。

 

 

让我们冷静一下，为了改善整个信号链，要在第一级电路上花10倍的时间以及精力。如果你在第一级增益级中获得纯净的低噪声信号，后级电路的设计将会很简单。

从输入端开始一直到你的产品和系统。认真布置第一级放大器的走线，使其具有良好的连接器，良好的布线，良好的接地以及良好的屏蔽。在第一级的路径上形成的干扰将无法复原。对于来自AC线噪声的干扰或者是来自第一级路径上的干扰，陷波滤波器或者DSP是不能够实现完全复原的。

输入滤波器可以改善性能。EOS钳位电路可以提供一个可靠的输入电路。你的竞争优势可能就来自于一个可以在恶劣环境中使用的输入电路，不受RF干扰以及过电压损害的影响。

在输入级使用高性能的放大器 - 低噪声、低偏移电压、低温度漂移，所有对你应用重要的指标都要好。不要心疼你的钱。如果单通道专用的放大器有效果的话就使用它。当使用高精度等级的放大器的时候可能会有更好的效果。低成本的两通道以及四通道放大器对后级电路可能是合适的，然而不要在输入放大器上节省成本。仪表放大器或者是差分放大器可以改善对外部噪声的抗干扰能力，同时可以减小共模误差。

一些设计者创建了一个不惜成本的设计来作为参考，然后应用价值设计使它达到可接受的性能水平。这个方法正好可以帮助你建立折中的意识。

电源是外部噪声和干扰的另外一个途径。在输入级使用低压差线性稳压器可以滤除外部噪声同时可以改善电源的抑制能力。额外的去耦合电阻电容以及旁路电阻电容可以改善电源的性能。

当然，有些情况中，后级电路也需要高性能。认真对待第一级电路并不能作为轻视后级电路的借口，然而你还是应该抓住重点。输入级的电路很关键。应该花足够的时间和精力来确保第一级电路的正确。