技术术语
2020/11/10 posted
输入换算噪声
当信号被放大器放大的时候，放大器内部所产生的噪声也会被施加到输出信号中。所以，当我们衡量一个放大器品质时，必须要考虑到放大器的内部噪声。
但是，由于放大器的增益，想要同时顾虑到内部噪声和增益是十分困难的。因此，我们就假设放大器处于没有内部噪声产生的理想状态。与此同时，内部噪声被转换为来自外部的噪声，也就是说来自输入端子。这也就是所谓的输入换算噪声。这样，我们就能单独考虑放大器的增益与噪声了。
图1 输入换算噪声模型图
放大器噪声一般分为2种：电压噪声(en)和电流噪声(in)。从图1的模型图中可见，信号源阻抗为Rs，输入换算噪声可由下列公式计算：
一般来说，放大器噪声会随着频率的降低而增加，如图2所示。另外，对比具备与信号源相同阻抗值的电阻所产生的热噪声，该噪声不可能比之更低（如图3）。
图2噪声频率响应示例
图3 放大器与电阻噪声水平
同样的，传感器和电阻内部的电路也会产生噪声。电阻所产生的噪声被称为约翰逊–奈奎斯特噪声（热噪声），它与温度成正比的。所以，往往我们会在室温条件下计算噪声水平。噪声水平一般使用单位频率内(1 Hz)的电压密度(nV / √Hz)来表示。
输入换算噪声电压密度
输入换算噪声是输出噪声与增益相除所得到的结果。当需要比较2个以上放大器的噪声水平时，我们不能单纯的比较输入换算噪声，因为他们之间还存在频率响应的差异。
为了能更好的对比放大器的性能，还有一种测量方法， 是先分析输出噪声然后再确定输入换算噪声电压密度。放大器的输入换算噪声电压密度不受频率带宽的影响，可以进行对比。但是，由于密度的频率响应，也必须考虑到频率条件。（如图4）假设噪声电压密度的频率响应是平滑的，那么35 µV / √500 kHz = 49.5 nV / √Hz。
图4 放大器的噪声水平对比
