為何要使用低噪聲運(yùn)放芯片？運(yùn)算放大器在放大時(shí)會(huì)增加其輸入信號(hào)的強(qiáng)度，無(wú)論它是信息還是一些噪聲都會(huì)被一起放大。由于放大器由于突然的溫度變化或雜散的電場(chǎng)和磁場(chǎng)而容易產(chǎn)生嗡嗡聲，因此在放大器中引入了這種噪聲或某些干擾。

放大器的性能主要取決于此噪聲，這也是為何運(yùn)放芯片中，低噪聲運(yùn)放芯片。噪聲是有害信號(hào)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的所需信號(hào)內(nèi)容產(chǎn)生干擾。這可能是系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的附加信號(hào)，也可能是伴隨輸入信號(hào)所需信息的某些干擾。但是，它是不需要的，必須將其刪除。

一個(gè)好的低噪聲運(yùn)放芯片，其本身產(chǎn)生的噪聲比來(lái)自輸入源的噪聲小。

一、什么是電子噪聲？

噪聲是有害信號(hào)，會(huì)干擾原始消息信號(hào)并破壞消息信號(hào)的參數(shù)。通信過(guò)程中的這種更改使消息在到達(dá)后被更改，它最有可能在通道或接收器處輸入。

下圖為噪聲信號(hào)的特性。

因此，我們可以這樣理解：噪聲是某種信號(hào)，它沒(méi)有模式，也沒(méi)有恒定的頻率或幅度。這是非常隨機(jī)且不可預(yù)測(cè)的。盡管不能完全消除它，但通常會(huì)采取措施減少它。

噪聲最常見(jiàn)的例子：

1.收音機(jī)中的“嘶嘶”聲；
2.在電話(huà)交談中發(fā)出“嗡嗡”聲；
3.電視接收器等中的“閃爍”。

二、噪音的影響

噪聲是一項(xiàng)不便的功能，會(huì)影響系統(tǒng)性能。噪音的影響包括：

1.噪聲限制了系統(tǒng)的工作范圍：噪聲間接限制了可以由放大器放大的最弱信號(hào)。由于噪聲，混頻器電路中的振蕩器可能會(huì)限制其頻率。系統(tǒng)的操作取決于其電路的操作。噪聲限制了接收機(jī)能夠處理的最小信號(hào)。

2.噪聲會(huì)影響接收器的靈敏度：靈敏度是獲得指定質(zhì)量輸出所需的最小輸入信號(hào)量。噪聲會(huì)影響接收器系統(tǒng)的靈敏度，最終會(huì)影響輸出。

三、信噪比

當(dāng)接收到信號(hào)并且必須對(duì)其進(jìn)行放大時(shí)，首先將信號(hào)過(guò)濾掉，以消除所有不需要的噪聲（如果可用）。

接收信號(hào)中存在的信息信號(hào)與噪聲之間的比率稱(chēng)為信噪比。對(duì)于系統(tǒng)而言，該比率必須更高，以使其產(chǎn)生不受有害噪聲影響的純信息信號(hào)。

SNR可以理解為：

SNR以對(duì)數(shù)形式使用分貝表示：

信噪比是信號(hào)功率與噪聲功率之比。SNR值越高，接收到的輸出質(zhì)量就越高。

四、噪音類(lèi)型

噪聲的分類(lèi)取決于信號(hào)源的類(lèi)型，其顯示的效果或與接收器的關(guān)系等。

產(chǎn)生噪聲的主要途徑有兩種，一種是通過(guò)某個(gè)外部源，而另一種是通過(guò)接收方部分中的內(nèi)部源創(chuàng)建的。

五、外部源

通常，這種噪聲是由可能在通信介質(zhì)或通信通道中發(fā)生的外部源產(chǎn)生的。這種噪音無(wú)法完全消除。最好的方法是避免噪聲影響信號(hào)。

這種噪聲的最常見(jiàn)例子是：

1.大氣噪聲（由于大氣不規(guī)則）；
2.地面噪聲，例如太陽(yáng)噪聲和宇宙噪聲；
3.工業(yè)噪音。

六、內(nèi)部來(lái)源

接收機(jī)組件在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生這種噪聲。由于連續(xù)工作，電路中的組件可能會(huì)產(chǎn)生幾種類(lèi)型的噪聲。該噪聲是可量化的，適當(dāng)?shù)慕邮掌髟O(shè)計(jì)和使用低噪聲運(yùn)放芯片可以降低這種內(nèi)部噪聲的影響。

這種噪聲的最常見(jiàn)例子是：

1.熱攪動(dòng)噪聲（約翰遜噪聲或電噪聲）；
2.散粒噪聲（由于電子和空穴的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)；
3.傳輸時(shí)噪聲（過(guò)渡期間）。

雜項(xiàng)噪聲是另一種類(lèi)型的噪聲，包括閃爍、電阻效應(yīng)和混頻器生成的噪聲等。

最后，這給出了關(guān)于噪聲將如何以及如何影響放大器的總體思路，盡管存在于發(fā)射機(jī)或接收機(jī)部分。放大低信號(hào)從而放大低電平噪聲的放大器可以稱(chēng)為低噪聲運(yùn)放芯片。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的有關(guān)放大器中的噪聲和低噪聲運(yùn)放芯片的知識(shí)。英銳恩專(zhuān)注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)、運(yùn)放芯片和模擬開(kāi)關(guān)。