器件的1/f噪声有点吓唬人

描述

在放大器噪声计算中,器件的其中一个噪声是1/f噪声,噪声谱密度是频率的倒数,那么我们在设计直流放大器时,频率越低岂不噪声越大,直流时器件岂不有产生无穷大噪声功率的可能?这是不可能的。

直流放大器

直流放大器

根据这个数据曲线,我们可以计算出前面的k2,方法又很多种,在以后推文中具体介绍,现在只搬出结果:

直流放大器

这些注释,都是偶当年给学生讲课时随手加的,以后再解释。

现在假设计算上限频率为10khz,为啥不取100MHz?因为没有意义,1/f噪声功率随着频率是每十倍频10db快速下降的,中高频主要是白噪声,极低频区域才是1/f噪声起作用,1/f噪声又俗称粉红噪声,下图是某测试噪声的波形图:

直流放大器

其中缓慢变化的趋势和骨架才是1/f噪声,而快速杂乱的是白噪声,任何实际测试的波形图一般都包括1/f和白噪声混在一起的,虽然上图标的是1/f flicker noise,但是只有骨架和缓慢变化趋势对应着1/f噪声!

现在回到起点,我们来确定计算下限fL。fL越低表示啥意思?表示你测试观察的频率越低,好像是废话,别急!观察到越低的频率,就是说观察周期要越

直流放大器

的老化、温漂影响大!实际上工作时,我们都是只考虑系统通频带的下限,比如直流放大器0.1hz就差不多了,不需要到31.7 nHz这么低,低的都无法测试了,

直流放大器的通频带不是从0hz开始吗?为啥不从0hz计算下限?因为下限越低意味着测试观察时间越长,你一个设备又不是24小时开机,开几小时咱就最多观察几小时,从0计算意味着你要从宇宙诞生开始观察到无穷无尽为止,这是毫无意义和荒谬的!你的电子设备能连续开机3年,就已经是奇葩中的奇葩了。

当计算频率太低时,器件温漂、老化的影响都超过1/f了,现在把下限定位0.1hz,再算算看,则:

直流放大器

所以,以后计算1/f噪声,就别再担心接近0频率时,1/f的谱密度趋于无穷大,其实那就是吓唬吓唬你,没啥影响,取个十几赫兹,最多0.1hz就已经显现了你的足够保守和足够谨慎了,取到接近于0,只能说明你被吓唬住了。

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