使运算放大器的噪声性能与ADC相匹配

放大器说明书包含了一个典型的规范图表，其显示了输入电压噪声密度与频率的对应关系。图2就是这类图表的一个例子。在本例中，输入电压噪声规范就是输入电压（即0.1Hz至10 Hz规定频率之间的噪声密度曲线）以下的区域。需要注意的是，该规范的单位为峰至峰值。为了将其转换为一个rms值，只需将峰至峰值除6.6（业界标准峰值因数 [CF]＝3.3）即可。

表1包含了用于将rms转换为峰至峰值（反之亦然）的典型CF值。为了估计峰至峰运算放大器输出噪声电压，我们将rms输出电压乘以2CF。为了估计ADC峰至峰输出比特性能，可从rms规范中减去比特峰值因数(BCF)。

表1用于将rms转换为峰至峰的峰值因数和比特峰值因数值

*业界标准的峰值因数

如图2，我们可以非常容易地计算出中曲线以下部分，1/f区域中不同输入电压噪声带宽的噪声。在这一计算过程中，首先要确定1 Hz时的输入噪声密度。一旦我们得出该值，下面简单的公式便会给出曲线以下的rms噪声。

其中，C等于1 Hz时的输入噪声密度。

作为一个例子，图2中放大器所产生的0.1Hz到6000 Hz的rms噪声量为：

利用这一计算，以及放大器噪声增益G＝1时，对于1/f噪声在放大器输出端的SNR为：

我们在考虑这些低频噪声的时候，可能会立即得出这样的结论：我们应该将这种公式用到非常低的频率中，例如：0.0001Hz （0.0001Hz=每2.8小时1个周期）。但是，在低于0.1 Hz的频率下，则每10秒钟一个周期，在电路中极有可能会出现其他情况，例如：温度、老化程度或组件寿命等发生变化。实际上，来自放大器的低频噪声可能不会出现在这种采样速度下，但是电路中可能会出现一些变化（例如：温度或者电源电压等的变化）。

放大器规范表（请参见图2）还给出了输入噪声密度值。该规范始终工作在较高的频率下，即在输入电压噪声相对稳定的区域中。就这一曲线区域而言，乘以带宽的平方根和噪声密度使噪声穿过该带宽。例如，如果放大器噪声在10 kHz下为 ，那么6 kHz到100 kHz带宽的放大器噪声则为：

其中，BW等于相关带宽。

那么，我们如何从厂商的图表中得到一个RTO噪声值呢？我们可以计算出噪声曲线以下部分的面积，然后乘以放大器的噪声增益。本例中，电路的噪声增益为+1 V/V。我们首先确定放大器在两个区域中的噪声，然后使用平方和的平方根将这两个值加起来。图3显示了进行这一计算的公式，并阐明了这两个区域。