运放噪音请教

只看该作者 · 2010-4-27 09:52

运放在阐述噪音时，如下所示：（Hz在根号里面）
Low Noise

0.9 nV/ÖHz typ (1.2 nV/ÖHz max) Input Voltage Noise at 1 kHz

50 nV p-p Input Voltage Noise, 0.1 Hz to 10 Hz

Low Distortion

–120 dB Total Harmonic Distortion at 20 kHz

为什么这么表示噪音：0.9 nV/ÖHz

如何理解：otal Harmonic Distortion

只看该作者 · 2010-4-27 13:11

噪声的大小是跟频率有关系的，低频时表现为1/f噪声，中间频率主要是白噪声，在频率比较高的时候，还会出现其他较高的噪声；
一般运放都考虑白噪声，在你在极低频和极高频时候需要考虑其他噪声。
0.9 nV/ÖHz 只是这个运放在1K时候的典型值，可以近似算出白噪声的值。

另一参数我也不太清楚了。

只看该作者 · 2010-4-27 13:34

感谢

2万 · 2010-4-27 13:42

nV / Hz^0.5 是噪声密度单位，由功率的均方根换算得来，单位本身和高低频没有关系。

说明中的频率是指该频率下的噪声密度（以nV / Hz^0.5为单位）。如 at 1KHz 就是在此频点上的噪声密度。

THD（Total Harmonic Distortion）是全谐波失真的意思（含所有谐波）。相对应的有OHD （Odd Harmonic Distortion）和 EHD （Even Harmonic Distortion），分别表示奇次谐波失真和偶次谐波失真。

只看该作者 · 2010-4-27 14:02

此频率是运放的输入信号的频率吗

2万 · 2010-4-27 14:06

是工作频率（或频带）。

只看该作者 · 2010-4-27 21:26

可以理解为：频率开根号再乘以0.9就是噪声幅度。
比如1MHz的信号，此时运放的输入端噪声是：1000*0.9nV=0.9uV

只看该作者 · 2010-4-27 21:47

这个我略懂，电压下面带根号，是因为电压由功率得来，功率为电压平方，频率单位放在分母，表示密度。
有了密度，求总量时，就是将密度对这里的变量，即频率，进行积分；比如水的密度为1g/ml，求1000ml水的质量，那就是通过水密度求积分得出，这里计算噪声功率，是一样的。
total harmonic distortion，字面上理解就是全部谐波失真度，尽管说是total，但不可能真的去计算total失真功率，数学意义上的total，我的理解是频率从负无穷到正无穷，可想而知，这怎么可能，所以仅仅是计算20kHz几个谐波而已。

只看该作者 · 2010-4-28 04:56

本帖最后由 bbyeah 于 2010-4-28 04:57 编辑

这个我略懂，电压下面带根号，是因为电压由功率得来，功率为电压平方，频率单位放在分母，表示密度。
有了密度，求总量时，就是将密度对这里的变量，即频率，进行积分；比如水的密度为1g/ml，求1000ml水的质量，那就 ...
GavinZ 发表于 2010-4-27 21:47

你看了失真仪的原理就不会这么说了
其实是滤除基频后别的谐波分量的功率和跟原来的功率进行比较计算出来的，常见失真仪的测量范围是DC~100k

只看该作者 · 2010-4-28 21:57

我确实没见过你说的‘失真仪’，也不懂它的原理。不过我google了一下THD的定义，我也不清楚你认为我哪说错了，恳请指正，让我也更接近正确，同时让更多的工程师也接近正确。还有你想通过失真仪说明什么？

只看该作者 · 2010-4-29 04:50

我确实没见过你说的‘失真仪’，也不懂它的原理。不过我google了一下THD的定义，我也不清楚你认为我哪说错了，恳请指正，让我也更接近正确，同时让更多的工程师也接近正确。还有你想通过失真仪说明什么？ ...
GavinZ 发表于 2010-4-28 21:57

20KHz的谐波是什么意思？整数次谐波？
实际的失真仪确实是在仪器能做到的频率范围能取了所有谐波，而非仅仅设定基频的整数次谐波，当然，大多数情况下也是包含了噪声的

2万 · 2010-4-29 08:08

本帖最后由 HWM 于 2010-4-29 20:50 编辑

理论上，THD表示为全谐波能比上基波能（采用一个单一简谐信号输入作为激励）。其表达式为：

THD = (V2^2 + V3^2 + ...... + Vi^2 + ......) / V1^2

其中，V1为基波，Vi (i = 2,3, ......)为谐波。

虽然定义式中涵盖了所有谐波成分，但由于信道（包括测量信道）实际带宽有限，所以信道带宽以外的谐波已经被抑制或吸收，不会对失真产生贡献。

另外，也可定义为电压比（适合于通常的理解），即：

THD = (V2^2 + V3^2 + ...... + Vi^2 + ......)^0.5 / V1

只看该作者 · 2010-4-29 20:05

11# bbyeah
噢，楼主提到的指标里不是说[email=THD@20kHz]THD@20kHz[/email]么，我理解的意思就是将20kHz正弦波馈入ADC，然后测量第一奈奎斯特区内的THD。
我个google了THD的定义，说是harmonic功率除以基频功率，且并不包括noise，如果包含，就是THD+N。

只看该作者 · 2010-4-30 02:38

11# bbyeah
噢，楼主提到的指标里不是说THD@20kHz么，我理解的意思就是将20kHz正弦波馈入ADC，然后测量第一奈奎斯特区内的THD。
我个google了THD的定义，说是harmonic功率除以基频功率，且并不包括noise，如果包 ...
GavinZ 发表于 2010-4-29 20:05

目前低失真测量方面使用数字化技术问题还很多，失真测量还是以模拟技术为主，而且属于少见的难以自动化测量的仪器，每次测量都需要手动调整
实际仪器没法避免噪声啊

只看该作者 · 2010-4-30 20:52

14# bbyeah
也是，你提醒了我，我接触的面不多。你说的低失真度测量方面，是不是说比如音频，我的理解是，从音频所用的ADC或DAC的位数看，好像很难用更高位数的ADC采集它们而去做THD测试。
对于其他较低动态范围的系统，可以找到够宽的ADC采集它，通过功率谱分析，抛开噪声，是可以只测量THD的，这是我的理解。

只看该作者 · 2010-5-1 05:20

14# bbyeah
也是，你提醒了我，我接触的面不多。你说的低失真度测量方面，是不是说比如音频，我的理解是，从音频所用的ADC或DAC的位数看，好像很难用更高位数的ADC采集它们而去做THD测试。
对于其他较低动态范围 ...
GavinZ 发表于 2010-4-30 20:52

ADC在采样的过程中就包含了噪声哦
因为音频信号的宽带特性，使用在射频电路里的噪声补偿方法无法在着上面起到大的作用

只看该作者 · 2010-5-2 20:31

模数转换后是包含了噪声，但由于是数字计算，很容易只选取谐波的功率所在BIN。
音频信号，就频谱宽带来讲，谈不上宽带，我觉得。毕竟才几十kHz而已。我觉得还是因为它的动态范围太大导致无法用比它范围还大的ADC去量化它。所以，可能只能用模拟的做法。

只看该作者 · 2010-5-3 06:51

模数转换后是包含了噪声，但由于是数字计算，很容易只选取谐波的功率所在BIN。
音频信号，就频谱宽带来讲，谈不上宽带，我觉得。毕竟才几十kHz而已。我觉得还是因为它的动态范围太大导致无法用比它范围还大的ADC去量 ...
GavinZ 发表于 2010-5-2 20:31

这个宽度是相对宽度，音频范围是1000倍
射频里两三倍已经是宽带电路了
采样先考虑量化噪声和线性度吧
现在的失真测量经常需要-120dB以下的

只看该作者 · 2010-5-3 21:03

我不清楚‘相对宽度’对于THD的测量带来了什么难度。我只是觉得‘绝对宽度’带来了更多噪声能量，进而影响测量的动态范围。
量化噪声和测量电路的线性度是个问题，比如对于你说的超过120dB的THD测量。但我觉得，THD测量应用面很广，不会非上百dB不可，比如一个8bit深度ADC也需要THD测量，一个射频系统也需要，且THD量值很可能是几十dB。
我觉得120dB的THD的测量的确是很高的，除了音频领域（这个我不懂）外，可能不会要求这么高。

只看该作者 · 2010-5-4 04:10

我不清楚‘相对宽度’对于THD的测量带来了什么难度。我只是觉得‘绝对宽度’带来了更多噪声能量，进而影响测量的动态范围。
量化噪声和测量电路的线性度是个问题，比如对于你说的超过120dB的THD测量。但我觉得，THD ...
GavinZ 发表于 2010-5-3 21:03

那句话是接着噪声补偿来说的
射频系统不使用THD来描述线性度，而使用频谱，1dB压缩点，3阶交调等等。主要原因在于射频系统关心的是在我使用的频带内，有没有别的东西会跑进来影响系统或者自己产生的谐波影响别的通信。
8bit ADC来做THD，这个还真没听说过，量化误差太大了吧

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