PCB设计中克服放大器的噪声干扰 - 工程师必须知道如何处理放大器噪声等实用技巧知识点

　　Q52 ［问：］ 如何更有效的消除晶体管噪声？

　　［答：Neil］ 对于一个确定型号的晶体管，受其设计和工艺限制，噪声特性已经确定了，等到用户端是无法改变其噪声性能的。

　　Q53 ［问：UESTCC3200732］ 为什么AD8221在使用中有大约60uV的低频抖动？

　　［答：］ 这个低频具体是多少赫兹呢？一般这种很可能是周围环境耦合进来的噪声，比如50Hz的电力线噪声，或者60Hz的显示器刷新频率噪声，您可以换个环境，换个电源测试下看看是否还有这个噪声。

　　Q54［问：］ 如何在PCB设计中克服放大器的噪声干扰？谢谢

　　［答：］ 布板的时候让放大器远离大功率高频的器件，模拟地与数字地的划分，电源地去耦等等。

　　Q55［问：］ 仪表放大器的抗干扰能力与单端放大器相比有什么优势吗？

　　［答：］ 仪表放大器相对一般的运算放大器，共模抑制比更强，更适合放大微小的差分信号。

　　Q57［问：］ 请问在实际电路设计中应该怎样选择合适的放大器，比如用一个12位ad转换器采样几百毫伏左右信号。应该怎么评价放大器噪声对测量结果的影响？

　　［答：］ 这首先要查一下相关运放的数据手册，找到其电压和电流噪声的指标（一般给出的是从输入端看的噪声密度）。根据幻灯片中的介绍，结合具体应用中的带宽和放大倍数，计算出输出端的噪声。当然，放大电路中使用电阻的热噪声也要考虑在内。

　　Q58［问］ 医用方面哪款放大器的噪声系数比较好？

　　［答：］ 你的频率是多少？你可以看看AD8331系列VGA，或者ADL5521

　　Q59［问：］ 请问：运放产生噪声的原理是什么？怎么可以降低？

　　［答：］ 只要是有源器件，都会有电子的无规则运动，从而产生噪声。对于一个特定的运放而言，它产生的噪声是固定的，只能从外部加滤波器来滤掉感兴趣带宽外的噪声。

　　Q60［问：］ 单端输入时，参考点接地和接偏置直流电压哪一个更好一些？

　　［答：］ 主要是取决于您具体的应用，如果您希望得到接近于地的参考点，那么就接地。如果您需要得到带偏置的输出，可以将参考点接偏置电压。

　　Q61 ［问：］ 请问专家，使用软件如何去除一些内部噪声，降低对ADC结果的影响？

　　［答：］ 软件上，经常使用的是取平均的方法，即多采样几个点然后做平均。

　　Q62［问：］ 外来噪声产生的主要有哪些？受哪些因素和周围环境影响？

　　［答：］ 外接电阻，温度，电源噪声，高频信号耦合到信号输入、输出等等。

　　Q63［问：］ 请问仪表运放输入要加滤波防止rfi，电阻100k，噪声会达到40nv，后面仪表运放选噪声8nv的是不是就没有必要了？

　　［答：］ 在系统中，所有噪声都是以均放相加的形式相加的。所以仪放的噪声小还是对整个系统的噪声性能有帮助的。

　　Q64 ［问：］ 仪表运放在没有输入信号时有很大的50HZ输出，怎么抑制？

　　［答：］ 你可以选择更好的仪表放大器，如AD8221，也可以用硬件或者软件作notch filter，不过仪表放大器地去耦和模拟部分的布线也是很重要的。

　　Q65 ［问：］ 我想就运放电路的电流噪声提问，一般设计时由于功耗的原因我们会选用大电阻，但是这样会增大电流噪声影响的电流噪声，我想问这个矛盾如何解决？

　　［答：］ 这是在系统设计中经常遇到的问题，没有统一的答案，只能根据您的应用需求来具体平衡功耗和噪音。

　　Q66 ［问］ 接收激光信号的放大器用什么型号比较好呢？

　　［答：］ 激光信号需要转换为相应的电流或电压信号，请根据电流电压范围选择适当的运放型号。

　　Q67［问：］ 请问什么时候选择仪表放大器比较合适？

　　［答：］ 信号很小，但是共模干扰很大的场合，如心电、脑电信号。

　　Q68［问］ 运算放大器的输入输出阻抗刚才专家回答我说一个是无穷大，一个是无穷小，但是我没在做设计的时候，如果要做阻抗匹配的话，应该怎么去设计呢，难道也是按照无穷大和无穷小设计吗 ？

　　［答：］ 一般应用中不需要对运放的阻抗做匹配。对于射频的放大器，一般都是芯片内部已经是50ohm匹配好的，比如ADL5521。

　　Q69［问：］ 作为电荷放大器使用时，输入阻抗是重要的因素吗？

　　［答：］ 输入阻抗会影响积分的精度和时间，需要进行仿真，还要根据系统的指标进行tradeoff。

　　Q69［问：］ 对于放大电路的正常工作，在选运放的时候要怎样兼顾失调电压和偏置电流的指标？

　　［答：］ 这主要取决于应用，比如要检测一个比较大的电流信号，用取样电阻将其转换成电压，而后放大，那么这时偏置电流参数就不是很重要，因为它在取样电阻上产生的影响相对较小，再看失调电压，它是一个固定的电压，所以影响也并不大，可以在后续电路中将其cancel掉，实际上关键的是offset drift，也就是它的温漂特性，但一般较大的offset都会伴随产生较大的温漂，所以这时我们一般要选择具有较小失调的运放。

　　Q70 ［问：］ 高精度测量中运放的噪声对最终测量结果的具体影响如何通过定量结算得出？

　　［答］ 要考虑的前提就是系统中的噪声要小于测量分辨率的1个LSB。从运放看，首先要查一下相关运放的数据手册，找到其电压和电流噪声的指标（一般给出的是从输入端看的噪声密度）。结合具体应用中的带宽和放大倍数，计算出输出端的噪声。还有，放大电路中使用电阻的热噪声也要考虑在内。

　　Q71［问：］放大器的反馈电阻不能太大，那具体的选择需要参考那些因素呢？仪表放大器的增益电阻选择是否也有同样的问题？

　　［答：］ 主要有电阻的噪声和电阻与放大器的电流噪声的乘积决定，以表放大器的增益电阻也会有同样的问题，但是它不是反馈电阻，所以相对于整个系统而言，影响不是最大的。

　　Q72［问］ 为什么放大器为高输入阻抗，低输出阻抗？

　　［答：］ 放大器是输入阻抗越高，从信号源取得的电流就越小，在信号源内阻上的压降也就越小，信号电压就以最小的损失加到放大器的输入端。同理在输出端，输出阻抗越低，加在输出内阻的电压损失越小，负载就会获得尽可能高的输出电压。

　　Q73［问：］ 反馈电阻是如何计算的？

　　［答：］ 对于运放来说，反馈电阻跟增益电阻决定了电路的增益，相对信号幅度大小，选择一个差不多大小的电阻就可以，电阻太大会引入更多噪声，太小会增加系统功耗。

　　Q75［问：］ 电路板设计与电路嘈声有关吗？怎样实际减少电路嘈声？

　　［答：］ 减小噪声，首先要选择低噪声的器件。从电路板布线设计的角度，主要是考虑避免让板上高噪声的电路（比如数字电路）对低噪声部分（比如模拟信号）产生干扰。

　　Q76［问：］ 请问外部噪声引入目标系统的途径和抑制方法有哪些？谢谢！

　　［答：］ 取决于噪声的类型，比如说RFI干扰可以加入RFI滤波器，和电源滤波电容，如果是环境干扰很大，可以试着使用屏蔽盒等等。

　　Q77 ［问：］ 如何减小高速ADC的输入噪声？

　　［答：］ 要考虑在ADC前端加合适的抗混叠滤波器。

　　Q78 ［问：］ 我正在寻找一种50Hz/60Hz的陷波器ADI能否提供一种单芯片解决方案不用外置过多的阻、容即可以实现之间的切换。以配合仪表放大器和ADC采样间的过度？

　　［答：］ 你可以参考我们心电参考设计的陷波电路

　　Q79 ［问：］在PCB板布线时考虑输入端地线环绕布线减少干扰，但系统地线与现场接地相连时引起输出信号干扰更严重不知什么原因，请专家指导。

　　［答：］ 有可能是因为现场的地噪声比较大，您能否测量一下现场的地是否有很大的噪声，相接的线是否过于长？您最好尽量减小连接线的长度，在接地点连接一个磁珠抑制一下高频的噪声，如果现场噪声实在是过于大，您可以考虑使用隔离期间，隔离开系统的地和现场的地。比如说ADuM系列产品。

　　Q80 ［问：］ 第一级的增益为全部增益有时可能太大，请问有没有最大值限制？

　　［答：］ 对于我们常用的电压反馈型来说，可配置的增益是受运放的增益带宽积限制的。比如一个电压反馈型运放的增益带宽积是100MHz，输入信号频率是10MHz，那么可以配置的最大增益是10，如果要实现更大的增益，就要考虑用多级放大了。