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(多图) 运算放大器电路中固有噪声的分析和测量 ——第五部分:噪声测量简介(第三部分)

作者:德州仪器 (TI) 高级应用工程师 Art Kay?? 2007年10月17日 ?? 收藏1

  一些频谱分析仪同噪声频谱密度一样,可以 nV/rt-Hz 为单位显示频谱幅度。但是,如果不具备这种功能,我们可以用频谱幅度除以分辨率噪声带宽的平方根来计算频谱密度。需要说明的是,通常我们需要一个换算系数,将分辨率带宽转化成分辨率噪声带宽。图 5.17 给出了将分贝毫瓦频谱转化成频谱密度的方程式。图 5.17 还给出了将分辨率带宽转化成噪声带宽所需的换算系数表。图 5.18 显示了将示例频谱分析仪中的频谱转化为频谱密度的实例。

将 dBm 转化为频谱密度的方程式

图 5.17:将 dBm 转化为频谱密度的方程式

  此表摘自安捷伦频谱分析仪测量和噪声应用手册 1303 页 [1]

将 dBm 转化为频谱密度的方程式

图 5.18:将 dBm 转化为频谱密度的方程式

频谱分析仪测量结果向频谱密度转化的实例

图 5.19:频谱分析仪测量结果向频谱密度转化的实例

  另外,大多数频谱分析仪都具有计算平均值的功能。这一功能消除了测量波动的影响,因此,测量结果的重复性更高。平均值的数量由频谱分析仪的前置面板输入(通常从 1 至 100)。图 5.20 – 5.22 显示了采用不同的平均值水平,测量得出的同一信号。

关闭平均值功能时的频谱分析仪

图 5.20 关闭平均值功能时的频谱分析仪

平均值 = 2 时的频谱分析仪

图 5.21 平均值 = 2 时的频谱分析仪

平均值 = 49 时的频谱分析仪

图 5.22 平均值 = 49 时的频谱分析仪

  当使用(或选择)频谱分析仪时,我们需要考虑的主要技术规范就是固有噪声和带宽。图 5.23 中的表格列出了两款不同频谱分析仪的部分技术规范。

两款不同频谱分析仪的技术规范比较

点击看原图

图? 5.23:两款不同频谱分析仪的技术规范比较

  总结与回顾

  本文介绍了用于噪声测量的几款不同型号的设备,重点阐述了设备的技术规范以及与噪声有关的主要运行模式。需要

特别说明的是,虽然探讨的是具体型号的设备,但是其中的工作原理适用于大部分的设备。本文旨在帮助您在选择噪声测量设备时,应考虑的主要规格参数。在第六部分,我们将列举使用该设备的实际应用范例。

  感谢

  特别感谢 TI 的技术人员,感谢他们在技术方面所提供的真知灼见。这些技术人员包括:

  •   高级模拟 IC 设计经理 Rod Burt
  •   线性产品经理 Bruce Trump``
  •   应用工程经理 Tim Green
  •   高速产品市场开发经理 Michael Steffes

  参考书目

  [1] 安捷伦频谱分析仪测量与噪声应用手册 1303 页,2003 年 12 月版(网址:www.agilent.com

  [2] 概率与统计参考,第三版,作者:Robert V. Hogg 和 Elliot A Tanis。由麦克米兰出版公司 (Macmillan Publishing Co) 出版。

  [3] 低噪声电子系统设计,作者:C. D. Motchenbacher 和 J. A. Connelly,由 Wiley InterScience 公司出版。

  作者简介

  Arthur Kay 先生现任 TI 高级应用工程师,专门负责传感器信号调节器件的技术支持工作。他于 1993 年毕业于乔治亚理工学院 (Georgia Institute of Technology),获电子工程硕士学位。


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