运算放大器的分析之六——噪声测量实例1

### 运算放大器噪声测量的关键知识点 #### 屏蔽技术的重要性 在测量运算放大器的固有噪声时，屏蔽技术至关重要。目的是隔绝外界噪声干扰，确保测量结果的准确性。文章提到了几种常见的噪声来源，包括电源线路的60Hz噪声、监视器噪声、开关电源噪声以及无线通信噪声等。为了有效降低这些噪声的影响，通常会采用金属材料如铜、铁或铝制成的屏蔽外壳，并确保其与系统接地良好连接。 #### 屏蔽外壳的设计与实施 屏蔽外壳的设计需要考虑以下几个关键因素： 1. **材料选择**：常用的材料有铜、铁或铝。这些金属具有良好的导电性和屏蔽性能。 2. **接地连接**：屏蔽外壳必须与系统的地线连接，这是防止噪声进入测量回路的重要手段。 3. **线缆处理**：电源线缆和信号线缆需要通过尽可能小的孔接入屏蔽外壳内部，以减少电磁泄露。 4. **构造细节**：确保接缝、接合点以及穿线孔处的电磁泄露被妥善处理，以提高屏蔽效果。 文章还提供了一个实际的例子，即使用钢漆罐作为简易而有效的屏蔽外壳。这种外壳结构紧凑、成本低廉且易于制作。漆罐的盖子设计使得可以方便地接触待测电路。同时，使用屏蔽同轴电缆并通过BNC插孔-插孔式连接器连接待测电路，可以进一步减少外界噪声的干扰。 #### 检测噪声底限的方法 对于低噪声系统的测量，通常需要使用低噪声升压放大器来增强信号。这是因为待测电路的输出噪声可能非常微弱，以至于标准的测试设备难以准确测量。在这种情况下，升压放大器的选择至关重要，其噪声底限应当远低于待测电路的输出噪声。文章建议，升压放大器的噪声底限应该比待测电路输出噪声小三倍，以确保测量的准确性。 #### 噪声底限的理论解释 文章提供了噪声底限的一个理论解释，并展示了如何通过矢量增加的方式评估噪声输出和噪声底限之间的关系。当待测噪声比噪声底限大三倍时，最大误差为6%；如果噪声底限比待测噪声小10倍，则误差将减少至0.5%。这表明，噪声底限与待测噪声之间的比例对于准确测量至关重要。 #### 实际测量步骤 文章最后提供了一个具体的测量案例，使用真有效值(RMS)表对基于OPA627的运算放大器电路进行噪声测量。测量过程包括多个步骤： 1. **检查测量设备**：验证其噪声底限是否足够低。 2. **确认参数设置**：确保测量设备具有足够的带宽和读数精度。 3. **屏蔽措施**：将测试电路置于屏蔽外壳内，并最小化孔洞。 4. **电源选择**：尽可能使用电池电源以减少噪声。 5. **线缆使用**：使用屏蔽线缆连接电路和测量设备。 6. **电路工作状态验证**：确保电路正常运行。 7. **多设备测量**：使用不同类型的测量设备进行交叉验证，如示波器和真有效值(RMS)数字电压表。 8. **数据分析**：结合不同设备的数据，综合分析噪声特性。 本文通过详细介绍噪声测量的相关技术和步骤，为读者提供了深入理解运算放大器噪声测量的宝贵资料。无论是理论基础还是实际操作，都为工程师们提供了有价值的指导。