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TIA运放带宽与噪声的计算.doc

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TIA 运放带宽与噪声的计算 TIA 等效电路: 如果只考虑 45°相位裕度的情况下,补偿电容 Cf 的计算公式及 fzf、fpf 的计算公式如下: 对于实际情况,希望设计的相位裕度可能会大于 45°,那么计算公式如下:
首先计算相位裕度为 45°下的 Cf 与 fp ,分别记为 、fp max。 使用一个大于 的电容 代入如下公式计算出 、 、 : 其中 为放大器的零点(反馈环路的极点); 为放大器的极点(反馈环路的零点),也 就是信号的带宽; 为噪声带宽; 为运放的增益带宽积。 接下来计算相位裕度 PM(°): 我们还可以通过相位裕度来计算过冲的大小 overshoot(%): 首先将相位裕度 PM 转换成弧度,然后代入下面公式: 噪声计算: TIA 放大器的噪声主要分为 3 类:电阻热噪声、输入电流噪声、输入电压噪声 电阻热噪声计算公式: 输入电流噪声计算公式: 为输入电流噪声密度 输入电压噪声计算公式:
将输入电压噪声分为 5 个部分进行分析: 其中 为 1/f 噪声的转折频率, 为运放的输入电压噪声密度。 最后得出总的 RMS 噪声: 峰峰值噪声为 RMS 噪声的 6~6.6 倍。 备注:关于输入电压噪声的分区计算,一些特殊的情况会影响计算结果,比如在区域 4 的位置加入了一个-3db 带宽为 的一阶低通滤波器,那么 和 的计算将改为:
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