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输入噪声电压篇(1):噪声电压的测量
一、噪声的基本特性 在电子技术中，噪声是指除有用信号以外的一切不需要的信号和各种电磁干扰的总称。噪声是一种随机信号，需要用统计学的方法加以描述。图1 噪声电压的波形 包含所有颜色的光称为白光，类似地，在所有频率下具有等功率密度的噪声称为白噪声。真正的白噪声应该具有无限的带宽，因而有无限的功率，但实际系统的带宽总是有限的，只要在所研究的频带内噪声具有平直的功率谱密度，我们就可以把它看成是白噪声。二、用平均值表测量噪声电压 平均值：；根据波形系数定义，得：按平均值相等原则，再算出噪声电压的有效值：
三、器件和放大器噪声的测量 一个有噪声的放大器可以用一个理想的无噪声的放大器来等效，而将实际输出的噪声电压Uno等效到无噪声放大器的输入端。图2中Us和Rs分别为信号源的电压和内阻， Uno为信号源的输出电压，令理想器件的电压增益为Au。 图2 等效输入噪声源模型 则放大器的等效输入噪声电压Uni引定义为，式中输出噪声电压 Uno包含了Rs的热噪声和放大器内部器件所产生的噪声。
1.等效输入噪声Uni的测量(1)正弦信号法图3 正弦信号法测Uni以正弦波为测量信号，测量放大器的电压增益Au，如图3所示，其定义为：(2)噪声发生器法 图4 用噪声发生器法测Uni也可以用噪声发生器代替正弦信号源进行测量。设噪声发生器输出噪声电压为Uns，测量时先不接噪声发生器，在放大器输入端仅接Rs，测得放大器输出噪声电压的有效值Un1，测量时再接噪声发生器，测得放大器输出噪声电压的有效值Un2 ，根据Uni的定义，得，(3)两种测量方法的比较(4)测量噪声时需要考虑的问题①带宽的影响②平均值和波形系数③测量时间的影响④由于白噪声呈高斯正态分布，为避免噪声波峰被削掉，测量过程中表头示值不得超过满刻度值的一半。3.噪声带宽的测量 (1)正弦信号法 图5 Bwi的计算方法 图6 B用信号发生器测噪声带宽 (2)噪声发生器法 3.信噪比的测试 图7 信噪比测量原理 4.噪声系数的测量 噪声系数有多种表示方法，目前用得最广泛的是用信／噪比来计算的噪声系数。在如图8所示的放大器电路中，和 Rs分别为信号源电压相量和内阻，RL为负载电阻。 图8 噪声系数原理图 该放大器的噪声系数定义为：在标准温度290o K时，放大器的输入信噪比与输出信噪比的比值， 即噪声系数F常用分贝表示，这时又称为噪声指数，即(2)正弦信号法 正弦信号法的测量原理同噪声发生器法一样，只是信号源采用正弦恒压源，采用这种方法测量比较复杂，且误差较大，只适用于低频或缺乏专用噪声发生器的场合。
输入噪声电压篇(2):运放的参数列表
运放的主要参数介绍本节以《中国集成电路大全》集成运算放大器为主要参考资料，同时参考了其它相关资料.集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流指标和交流指标。
其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
1.直流指标输入失调电压VIO：
输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。对于精密运放，输入失调电压一般在 1mV以下。输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）αVIO：
输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流IIB：
输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；采用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。
输入失调电流IIO：
输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响，特别是运放外部采用较大的电阻（例如10k?或更大时），输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）：
输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出，而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。
差模开环直流电压增益：
差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80~120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般采用差模开环直流电压增益。共模抑制比：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它能够抑制差模输入==模干扰信号。由于共模抑制比很大，大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。
电源电压抑制比：
电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时，运放的电源需要作认真细致的处理。当然，共模抑制比高的运放，能够补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时，正负电源的电源电压抑制比可能不相同。
输出峰-峰值电压：
输出峰-峰值电压定义为，当运放工作于线性区时，在指定的负载下，运放在当前大电源电压供电时，运放能够输出的最大电压幅度。除低压运放外，一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰-峰值电压不能达到电源电压，这是由于输出级设计造成的，现代部分低压运放的输出级做了特殊处理，使得在10k?负载时，输出峰-峰值电压接近到电源电压的50mV以内，所以称为满幅输出运放，又称为轨到轨（raid-to-raid）运放。需要注意的是，运放的输出峰-峰值电压与负载有关，负载不同，输出峰-峰值电压也不同；运放的正负输出电压摆幅不一定相同。对于实际应用，输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好，这样可以简化电源设计。但是现在的满幅输出运放只能工作在低压，而且成本较高。
最大共模输入电压：
最大共模输入电压定义为，当运放工作于线性区时，在运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围，在有干扰的情况下，需要在电路设计中注意这个问题。
最大差模输入电压：
最大差模输入电压定义为，运放两输入端允许加的最大输入电压差。当运放两输入端允许加的输入电压差超过最大差模输入电压时，可能造成运放输入级损坏。
2. 主要交流指标开环带宽：
开环带宽定义为，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db（或是相当于运放的直流增益的0.707）所对应的信号频率。这用于很小信号处理。
单位增益带宽GB：
单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降 3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后，可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。
转换速率（也称为压摆率）SR：
运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。
全功率带宽BW：
全功率带宽定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地，全功率带宽=转换速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出幅度）。全功率带宽是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。
建立时间：
建立时间定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个阶跃大信号输入到运放的输入端，使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入，输出信号达到给定值后会出现一定抖动，这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度，稳定时间有较大差别，精度越高，稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。
等效输入噪声电压：
等效输入噪声电压定义为，屏蔽良好、无信号输入的的运放，在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时，就称为运放输入噪声电压（有时也用噪声电流表示）。对于宽带噪声，普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。
差模输入阻抗（也称为输入阻抗）：
差模输入阻抗定义为，运放工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧；场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。
共模输入阻抗：
共模输入阻抗定义为，运放工作在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下，它表现为共模电阻。通常，运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多，典型值在108欧以上。
输出阻抗：
输出阻抗定义为，运放工作在线性区时，在运放的输出端加信号电压，这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。
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输入噪声电压篇(3):开关电源测试规范和开关电源测试标准
第一部分：电源指标的概念、定义一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式1. 绝对稳压系数： A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比 即：K=△U0/△Ui B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比 即：S=△Uo/Uo / △Ui/Ui2. 电网调整率：它表示输入电网电压由额定值变化±10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示 3. 电压稳定度：负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度 二．负载对输出电压影响的几种指标形式 1. 负载调整率（也称电流调整率）：在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示 2. 输出电阻（也称等效内阻或内阻）：在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为： Ro=|△Uo/△IL| 欧三．纹波电压的几个指标形式1. 最大纹波电压：在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示 2. 纹波系数y（%）：在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，即： y=Urms/Uo×100%3. 纹波电压抑制比：在规定的纹波频率（例如50Hz）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 这里声明一下：噪声不同于纹波 纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右 纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下 四．冲击电流：指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流 一般是20A——30A 五．过流保护：是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏 过流的给定值一般是额定电流的110%——130% 六．过压保护：是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能 一般规定为输出电压的130%——150% 七．输出欠压保护：当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或为保护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号，多为输出电压的80%——30%左右 八．过热保护：在电源内部发生异常或因使用不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号 九．温度漂移和温度系数：温度漂移：环境温度的变化影响元器件的参数的变化，从而引起稳压器输出电压变化 常用温度系数表示温度漂移的大小 绝对温度系数：温度变化1摄氏度引起输出电压值的变化△UoT，单位是V/℃或毫伏每摄氏度 相对温度系数：温度变化1摄氏度引起输出电压相对变化△UoT/Uo，单位是V/℃ 十．漂移：稳压器在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，元件参数的稳定性也会造成输出电压的变化，慢变化叫漂移，快变化叫噪声，介于两者之间叫起伏 表示漂移的方法有两种：1. 在指定的时间内输出电压值的变化△Uot 2. 在指定时间内输出电压的相对变化△Uot/Uo 考察漂移的时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长 只在精度较高的稳压器中，才有温度系数和温漂两项指标 十一．响应时间：是指负载电流突然变化时，稳压器的输出电压从开始变化到达新的稳定值的一段调整时间 在直流稳压器中，则是用在矩形波负载电流时的输出电压波形来表示这个特性，称为过度特性 十二．失真：这是交流稳压器特有的 是指输出波形不是正弦波形，产生波形畸变，称为畸变 十三．噪声：按30Hz——18KHz的可听频率规定，这对开关电源的转换频率不成问题，但对带风扇的电源要根据需要加以规定 十四．输入噪声：为使开关电源工作保持正常状态，要根据额定输入条件，按由允许输入外并叠加于工业用频率的脉冲状电压（0——peak）制定输入噪声指标 一般外加脉冲宽度为100——800us，外加电压1000V 十五．浪涌：这是在输入电压以1分钟以上的间隔按规定次数加一种浪涌电压，以避免发生绝缘破坏、闪络、电弧等异常现象 通信设备等规定的数值为数千伏，一般为1200V 十六．静电噪声：指在额定输入条件下，外加到电源框体的任意部分时，全输出电路能保持正常工作状态的一种重复脉冲状的静电 一般保证5——10KV以内 十七．稳定度：允许使用条件下，输出电压最大相对变化△Uo/Uo 十八．电气安全要求（GB 4943-90）：
