8.1.1 噪声分析以及电阻器元件对总噪声的影响

OPA2810 提供 5.7nV/√Hz 的极低输入参考宽带噪声电压密度，同时需要较低的 7.2mA 静态电源电流。为了充分利用这种低输入噪音，需要特别注意其他潜在的噪声影响因素。Figure 4 显示了包含所有噪声项的运算放大器噪声分析模型。在此模型中，所有的噪声项均视为噪声电压或电流密度项（以 nV/√Hz 或 pA/√Hz 为单位）。

Figure 4. 运算放大器噪声分析模型

总输出点噪声电压可以计算为输出噪声电压的平方根。该计算通过叠加方法在输出端累加所有贡献噪声功率，然后计算平方根以获得点噪声电压。Figure 4 使用Equation 1 所示的噪声项显示了该输出噪声电压的一般形式。

Equation 1.

将该表达式除以噪声增益 (NG = 1+R_F/R_G) 可得出同相输入端的等效输入参考点噪声电压，请参阅Equation 2。

Equation 2.

将大电阻值代入 Equation 2 可快速控制总等效输入参考噪声。同相输入端 2kΩ 的源阻抗会增加一个约翰逊电压噪声项，该噪声项正好等于放大器本身的电压噪声项 (5.7nV/√Hz)。

Table 2OPA2810 配置为 5V/V 同相增益的情况下（如 所示）， 对各个噪声项的噪声贡献进行了比较Figure 5。此处考虑了两种情况，第 2 种情况的电阻值是第 1 种情况的电阻值的 10 倍。第 1 种情况的总输出噪声为 31.3nV/√Hz，而第 2 种情况的噪声为 49.7nV/√Hz。第 2 种情况中的高阻值电阻器会减弱选择低噪声放大器（如 OPA2810）的优势。为了使总系统噪声最小化，减小电阻值的大小是有益的，但是这也增加了放大器的输出负载并导致其失真性能降低。增加的负载也增加了放大器的动态功耗。电路设计人员应该做出适当的折衷，使放大器的整体性能最大化，从而满足系统要求。

Figure 5. 在放大器的同相增益为 5V/V 的两种情况下比较噪声