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本文阐释1/f噪声是什么,以及在精密测量应用中如何降低或消除该噪声。1/f噪声无法被滤除,在精密测量应用中它可能是妨碍实现最佳性能的一个限制因素。 Os5Xejh`I 什么是1/f噪声? BM }{};p6 1/f噪声是一种低频噪声,其噪声功率与频率成反比。人们不仅在电子装置中观测到1/f噪声,在音乐、生物学乃至经济学中也观察到这种噪声。关于1/f噪声的来源仍存在很大争议,人们就此仍在开展研究。 3jJd)C R 在图1所示ADA4622-2运算放大器的电压噪声频谱密度中,我们可以看到有两个不同的区域。图1左边是1/f噪声区,右边是宽带噪声区。1/f噪声和宽带噪声之间的交越点称为1/f转折频率。 i'\7P-a pE~>k: 图1.ADA4622-2电压噪声频谱密度 1 p|h\H 如何测量及规定1/f噪声? G<MX94? 比较若干运算放大器的噪声密度曲线之后,可以得知每种产品的1/f转折频率是不同的。为了便于比较器件,当测量各器件的噪声时,我们需要使用相同带宽。针对低频电压噪声,标准规格是0.1 Hz至10 Hz峰峰值噪声。对于运算放大器,0.1 Hz至10 Hz噪声可利用图2所示电路来测量。 T\
cJn>kCn l>J>?b=x"[ 图2.低频噪声测量 CZ~%qPwDw 运算放大器放在为单位增益配置,同相输入端接地。运算放大器由双电源供电,这样输入端和输出端可以与地电位相同。 Wifr%&t{J 有源滤波器模块限制所测量的噪声带宽,同时为来自运算放大器的噪声提供1000倍增益,从而确保来自待测器件的噪声是主要噪声源。运算放大器的失调不重要,因为滤波器输入为交流耦合。 zYz0R:@n+ 滤波器输出连接到示波器,并测量10秒的峰峰值电压,以确保捕捉到完整的0.1 Hz至10 Hz带宽(1/10秒 = 0.1 Hz)。示波器上显示的结果随后除以1000倍增益,以计算0.1 Hz至10 Hz噪声。图3显示了ADA4622-2的0.1 Hz至10 Hz噪声。ADA4622-2的0.1 Hz至10 Hz噪声非常低,典型值仅为0.75 μV p-p。 #cF ?a5 iVQ)hsW/ 图3.0.1 Hz至10 Hz噪声,VSY = ±15 V,G = 1000 G'dN_6ho3 1/f噪声对电路有何影响? s^QXCmb$8 如何消除或降低1/f噪声? $ lC*q
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