《放大器的噪声》PPT课件

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1、1光电信号检测与处理技术第二章第一节放大器的噪声2本节主要内容1.放大器En－In噪声模型2.放大器的Eni（等效输入噪声）3.噪声系数4.最佳源电阻3光电检测电路的低噪声设计－－问题的提出提高系统信噪比途径：－－光学方法－－电学方法－－热力学方法4光电检测电路的低噪声设计－－问题的提出信号光很弱时，探测器的输出信噪比很低探测器噪声电路噪声－－“雪上加霜”5光电检测电路的低噪声设计前置放大器噪声电路噪声61.放大器En－In噪声模型：纯电阻信号源例如：低噪声放大器OP27En=3.5nV/Hz1/2,In=1.7pA/Hz1/21前置放大器的噪声仅有热噪声--选择低噪声放大器就行了？7

2、2.Ens、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系Ens的的贡献为：82.Ens、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系En的的贡献为：9Ens、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系In的的贡献为：10Ens、En、In与Eni（等效输入噪声）的关系均方值相加便得到总的输出噪声为11当信号源为Usi，输出信号为：因此，等效输入噪声就是：12放大器En－In噪声模型：纯电阻信号源等效输入噪声电压信号源与放大器相互作用噪声系数前置放大器的噪声13广泛采用En－In噪声模型的原因基于四端网络理论，简化分析;模型所采用的各个参数容易测量;*源电阻Rs的热噪声Ens*Rs=0的条件下，测

3、量放大器的总输出噪声，可求得En*在已知En、Ens的条件下，再进行一次测量，即可求出In14F=1，理想的无噪声放大器F>1，实际的有噪声放大器噪声系数F反映了放大器的噪声使系统信噪比变坏的程度，是衡量放大器噪声性能好坏的重要指标。3.噪声系数NF=10lgF（dB）用分贝表示：前置放大器的噪声15n级级联放大电路噪声系数：KP1很大时，F≈F1－－前置放大器的噪声贡献例1：光电倍增管和雪崩光电二极管高内增益例2：光电二极管无内增益3.噪声系数最佳源电阻噪声系数最小164.最佳源电阻前置放大器的噪声174.最佳源电阻前置放大器的噪声18例如：OP27En=3.5nV/Hz1/2,In

4、=1.7pA/Hz1/2Rsopt＝？？？4.最佳源电阻前置放大器的噪声194.最佳源电阻当信号源的内阻等于放大器的最佳源电阻值时，放大器对检测电路附加的噪声最小，称为信号源与放大器之间达到了噪声匹配。前置放大器的噪声20噪声匹配举例：例：热电偶；光电池等（信号源电阻较小）--常用器件最佳源电阻分布示意图前置放大器的噪声例：热电阻、光电二极管（信号源电阻较大）