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ノイズ(9)

(4)ノイズの計算方法
 これまで素子単体のノイズを見てきましたが、我々が設計するのは回路やIC全体のノイズです。ここでは素子単体のノイズから回路のノイズを計算する流れを見ていきます。

1)各ノイズ成分による出力電圧をそれぞれ計算する
抵抗やMOS トランジスタのノイズは電流源で表現されますが、それぞれのノイズ成分を小信号等価回路に組み込むことで、出力電圧を計算します。

2) 1) で計算した各出力電圧の2乗平均値を取る
1) で計算した各出力電圧の2乗平均値を取ります。この値の平方根が回路の出力ノイズ電圧となります。

3) 2) で計算した出力ノイズ電圧を回路の増幅率 AV で割る
オペアンプを使った負帰還回路(反転増幅回路など)のノイズの計算を簡単にするために、2) での計算値を回路の増幅率 AV で割ります(2乗平均値のままの場合は、増幅率の2乗で割ります)。この操作(厳密にはもう少し複雑です。ノイズ(19), ノイズ(20)参照)を入力換算といい、計算されたノイズを入力換算雑音と呼びます。入力端子に入力が入っているわけではないですが、ノイズを入力信号に置き換えることで、計算を楽にしようという取り組みになります。

ele10_117.jpg

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目標であったオペアンプの設計に6年かけて到達しました。ここからは応用的な内容を書ける限り書いていきたいと思います。

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