运放规格书中的“输入电压噪声”有什么用？如何用它计算运放电路输出端产生的失调电压？

Part 01

前言

打开运放规格书，你会发现运放规格书中都会定义一个参数：输入电压噪声密度，英文名称是Input Voltage NoiseDensity，这个参数有什么用呢？我们一般会考虑输入失调电流，电源电压，共模电压会在运放输出端产生对应的输出失调电压，如果问你噪声会影响运放的输出失调电压吗？你的答案肯定是会，但是如何量化计算噪声的影响呢？那么你可能就未必知道了，今天我们就介绍一下具体的计算方法。

Part 02

1/f噪声与宽带噪声

对运放影响比较大的噪声主要是低频1/f噪声（它又叫闪烁噪声），和宽带噪声（又叫热噪声或白噪声）。

1. 1/f噪声

1/f噪声主要存在于低频区域，噪声功率谱密度与频率成反比，即1/f。在运放噪声频谱中，1/f噪声通常占据从直流到某一拐点频率（如几十Hz或几百Hz）的部分。在低频信号处理电路中，1/f噪声是主要的噪声干扰因素。

2. 宽带噪声

宽带噪声属于白噪声，其功率谱密度在较宽频率范围内是平坦的。在运放噪声频谱中，宽带噪声是高于1/f噪声拐点频率的部分。

下图是运放的噪声&频率特性曲线，1/f corner是转角频率（fnc），它是1/f噪声与宽带噪声的交点频率。在这个频率点，1/f噪声与宽带噪声的幅度相等，总噪声密度在fnc频率点达到宽带噪声密度的√2倍。

Part 03

运放输入电压噪声RMS电压计算

1.首先计算转角频率fce:

2.根据转角频率fce计算运放输入电压噪声在输入端产生的电压噪声RMS值：

Part 04

实例分析

比如下图未某运放规格书中给出的输入电压噪声密度的截图，如何根据这个截图通过上面的介绍的公式计算输入噪声电压RMS值呢？

1.计算转角频率：

其中fx=1kHz，enf（fx）=5.5nV√Hz，enw=4.2nV√Hz，带入上面的公式可以计算得到转角频率：715Hz

2.计算运放输入端产生的电压噪声RMS值： 其中enw=4.2nV√Hz，fce=715Hz，fH=30KHz，fL=10Hz，n≈1，带入即可计算得到运放输入端产生的电压噪声RMS值，然后我们基于电路的放大倍数乘以输入端产生的电压噪声RMS值即可得到输出端的电压噪声RMS值，进而评估运放输入端产生的电压噪声RMS值对运放输出的影响。

你学会了吗？

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