如果知道或可以估計(jì)出一款低噪聲放大器的增益或噪聲帶寬,只使用幾只電阻和一只交流電壓表,,就可以測(cè)出其它的規(guī)格(參考文獻(xiàn)1),。本例使用了Johnson方程,它描述的是一只電阻所生成的噪聲量(參考文獻(xiàn)2),。要找到缺失的參數(shù),,就要測(cè)量放大器的輸出噪聲電壓,此時(shí),,先將輸入短接,,然后使用幾只不同值的電阻??梢詮木W(wǎng)上下載一個(gè)Excel電子表,,用于計(jì)算增益或噪聲帶寬,。
測(cè)量開(kāi)始時(shí),將低噪聲放大器的輸入端短路,,用電壓表測(cè)量噪聲電壓,。然后,在放大器的輸入端每次插入一只電阻,,再測(cè)量放大器輸出端的噪聲電壓,。將測(cè)得的輸出噪聲電壓、每只電阻的阻值,、環(huán)境溫度,、已知或估計(jì)的低噪聲放大器增益,以及已知或估計(jì)的有效噪聲帶寬,,輸入到電子表格內(nèi),。
電子表格使用每個(gè)電阻的測(cè)量值,繪出一個(gè)理想的“藍(lán)色”曲線,,它表示了以nV/√H2為統(tǒng)一單位的Johnson噪聲(圖1),。對(duì)任何低噪聲放大器輸入電阻,可以對(duì)藍(lán)色曲線作出補(bǔ)償,。圖中亦顯示了一個(gè)“綠色”曲線,,它表示的是計(jì)算得出的放大器“超額”輸出噪聲,即所測(cè)得輸出減去與放大器無(wú)關(guān)的輸入相關(guān)噪聲,。輸入相關(guān)噪聲是一種無(wú)關(guān)的噪聲信號(hào),,它會(huì)以噪聲電壓平方之和的平方根形式,加到所有額外輸入噪聲上,。使用放大器的有效噪聲帶寬和增益值,,通過(guò)短接放大器輸入端而測(cè)量輸出噪聲電壓,就可以找出放大器的輸入相關(guān)噪聲,。
可以用Agilent公司34410A這類萬(wàn)用表,,它有第二顯示的算術(shù)平均功能,填入測(cè)得的輸出噪聲值(參考文獻(xiàn)3),。當(dāng)放大器通電時(shí),,將每只電阻連接到放大器輸入端后,將算術(shù)平均值清零,;一般要等大約10秒至1分鐘時(shí)間,,直到新平均值穩(wěn)定下來(lái);在噪聲電子表格中記錄下該電阻的平均值,。用歐姆表功能測(cè)出實(shí)際的電阻值,,并將其記在電子表格內(nèi)。
在表中記下輸入?yún)?shù)及測(cè)得的輸出噪聲值,。猜測(cè)一下未知參數(shù)的初始值,,然后加以修改,,直到綠色曲線幾乎全部覆蓋理想的藍(lán)色曲線。當(dāng)曲線覆蓋時(shí),,就會(huì)找到缺失的參數(shù),。然后,,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)參數(shù),,嘗試做假設(shè)分析。
參考文獻(xiàn)
1.Geller, Joseph M, “On Measuring the Effective Noise Bandwidth of a Filter,” 2007.
2.Johnson, JB, “Thermal Agitation of Electricity in Conductors,” Physical Review, Volume 32, July 1928, pg 97.
3.“34410A Digital Multimeter, 6½ Digit,” Agilent Technologies.