4 噪声分析

系统总噪声是驱动器电压和电流噪声、电阻器热噪声和 ADS127L11 转换噪声的噪声功率之和。除了电阻器的热噪声之外，电阻器还将 THP210 电流噪声转换为电压噪声。

图 4-1 显示了系统累积噪声 性能的仿真结果。噪声是在 1Hz 起始频率和所需 ADC 带宽下读取的。例如，在全 165kHz 高速模式带宽下，使用 1kΩ 增益电阻器的总系统噪声为 12.1μV。为进行比较，将独立运行时的 ADS127L11 噪声与三个增益电阻值的系统噪声一起绘制。

图 4-1 THP210 累积噪声（高速运行）

虽然 499Ω 增益电阻器的绝对噪声最低，但 1kΩ 电阻器可提供基本相同的噪声性能，但其优势在于可降低电阻器中的信号功率损耗。4.99kΩ 增益电阻器具有较高的热噪声水平，因此会增加累积噪声。将 4.99kΩ 电阻器曲线的噪声与低频时 1kΩ 电阻器曲线进行比较，可以看出 THP210 的电流噪声较低。由于 THP210 电压噪声在此范围内控制电流噪声，因此可以考虑 2kΩ 至 4.99kΩ 范围内的增益电阻器值，因为它们不会明显地缩放电流噪声。

相比之下，图 4-2 显示了传统 FDA 的仿真噪声性能。该 FDA 具有更高水平的输入电流噪声，并具有相关的更高 1/f 噪声转角频率。例如，将 10Hz 时的噪声与 1kΩ 增益电阻器进行比较，THP210 噪声降低了近 3 倍。当使用 4.99kΩ 增益电阻器时，噪声优势几乎是原来的 10 倍。

图 4-2 传统 FDA 累积噪声（高速运行）

图 4-3 显示了低速运行模式下的仿真噪声性能。低速运行时的信号带宽为 20.6kHz。由于在 50kSPS 采样率下，高速运行相较低速运行（256 与 32）使用更大的 OSR 值，因此 20kHz 带宽时的低速噪声相比大概高出 3 倍。低速运行时增加的 ADC 噪声决定了 4.99kΩ 增益电阻产生的噪声。

图 4-3 THP210 累积噪声（低速模式）