米6体育平台手机版

4.6 PGA855 电流噪声和源电阻

PGA855 输入电流噪声密度与产生电压噪声的源电阻相互作用。我们来看一个在放大器输入端测量电桥传感器的示例。电阻式电桥传感器具有热噪声贡献，滤波器和电桥传感器的组合电阻与 PGA 输入电流噪声密度成比例。

图 7-13 展示了电路中等效输入源电阻的推导过程：

图 4-4 PGA855 电流噪声和源电阻

图 7-13 右侧的电路显示了简化的 PGA855 噪声模型，其中等效输入电阻 (R_EQ) 具有热噪声密度 (e_NR) 贡献，而 PGA 输入电流噪声密度 (I_{N_P}, I_{N_N}) 与 R_EQ 相互作用。

R_EQ 是电桥传感器电阻 (R_SEN) 和输入滤波器电阻 (R_{IN_FIL}) 的函数。方程式 12 求解 PGA855 每个输入端子的等效输入电阻：

方程式 12.

R_{E Q} = (R_{S E N} | | R_{S E N}) + R_{I N_F I L} = \frac{R_{S E N}}{2} + R_{I N_F I L}

方程式 13 提供 PGA855 每个输入端子的电阻器热噪声频谱密度，其中 T 是以开尔文为单位的绝对温度，k 是玻尔兹曼常数 1.3807 x 10^-23 焦耳/°K：

方程式 13.

e_{N_R E Q} = \sqrt{4 \times k \times T \times R_{E Q}}

等效源电阻与 PGA855 电流噪声密度相互作用，在仪表放大器的输入端产生电压噪声。方程式 14 计算 PGA855 的每个输入端子处产生的噪声：

方程式 14.

e_{i N} = i_{N} \times R_{E Q}

计算总计电流和电阻器噪声需使用平方和根组合每个放大器输入端子处的电阻器热噪声和电流噪声分量。方程式 15 提供总计电流和电阻器噪声密度：

方程式 15.

e_{i N_R} = \sqrt{({2 \times e}_{i N}^{2} + {2 \times e}_{N_R E Q}^{2})}

方程式 16 以有效噪声带宽的函数的形式计算 RTI 电流和电阻器噪声，单位为 µVRMS：

方程式 16.

E_{i N_R} = e_{i N_R} \times \sqrt{E N B W}

表 7-6 展示了 R_SEN =2kΩ、R_{IN_FIL} = 100Ω 且 ENBW = 45.5kHz 时 PGA 电路的 RTI 电流和源电阻噪声。输入端的电阻器和电流噪声贡献在 PGA 增益下保持恒定。当此输入噪声贡献以输出为基准时，需要将输入噪声乘以 PGA 增益。

表 4-3 PGA855 以输入为基准的电流和源电阻噪声

i_N (pA / √Hz)	R_EQ (Ω)	e_{N_REQ} (nV / √Hz)	e_iN (nV / √Hz)	E_{iN_R(RTI)} (µVRMS)
0.3	1.1k	4.26	0.33	1.29