pspice噪声分析详解.pdf-资料库

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采用Pspice分析系统评估噪声页码，1/5 首页 | 资讯 | 厂商 | 下载 | 论坛 | 博客 | 会展 | 培训 | 高校 | 杂志 | 元件与制造 | 消费类电子 - 测试测量 - 设计应用采用Pspice分析系统评估噪声作者：美国国家半导体 Hooman Hashemi 时间：2008-03-26 来源: 电子产品世界浏览评论对于电路设计较为简单或大部分噪声都集中在平坦频带之内的放大器来说，要评估其输出噪声可说较为容易，但如果来源各异的噪声如热噪声及1/f噪声各有不同的带宽，又或者噪声并不集中在放大器的平坦频带范围内，在这两种应用情况下，要评估放大器的输出噪声将变得相当复杂。以上述应用情况来说，Pspice 是一套可以用来计算输出噪声的好工具，而且即使测试的“先决条件”有变，也可简化噪声的评估工作。本文主要介绍一些适用的 Pspice 技术，以及讨论如何利用这些技术简化评估工作，并以实例显示如采用其他技术，评估工作会变得更为困难。采用 Pspice 分析系统评估噪声：对于电路设计较为复杂的放大器来说，我们可以采用 Pspice 等不同的噪声评估技术，以评估输出噪声。Pspice 系统内置指令来计算输出噪声密度及噪声数值。然而有源元件或放大器等电路未必有完整或精确的噪声模型来支持Pspice 系统。一般称为“低噪声”的芯片通常都有较为准确的噪声宏模型，但也不尽然。此外，虽然有关芯片的平坦频带噪声模型可能较为准确，但有些可能没有1/f噪声模型。理想的情况是采用特别技术，让 Pspice 系统可以进行数值计算，来初步确定噪声带宽和噪声总量以便确定放大器噪声带宽及估算噪声总量，而且即使放大器噪声模型本身可能在准确性方面无法符合严格的要求，也可容许 Pspice 系统进行这样的分析。下文将会介绍这种技术它允许用户快速分析“先决条件”有变的应用情况，例如用不同噪声的放大器进行分析。图 1 所示为假设的电路，但极具实用价值。 http://www.eepw.com.cn/article/80711.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，2/5 在图 1 的电路之中，美国国家半导体的 LMV772 芯片将光电二极管的微量输出电流加以放大，以便作进一步处理。以下的因素会令这款电路变得较为复杂，以致无法采用简单的分析方法： (a) 需要考虑1/f区域噪声。1/f区的噪声密度会因频率的不同而改变，因此设计工程师计算噪声时必须采用有限积分 (finite integration) 的方法。 (b) 不同噪声源带宽也各异，因此需要进行严格的计算来确定这些带宽。 (c) 选择运算放大器时，需要考虑成本及性能等因素。若要确定运算放大器以外的其他输出噪声，必须重复多次计算。 (d) 利用传送函数计算每一噪声源至输出的噪声并不简单，而且计算结果也会和频率相关。直接的 Pspice 噪声仿真图 2 的等效电路可与有源元件(亦即上述的LMV772)的宏观测试模型一并装入Pspice系统中。LMV772的模型可以准确显示芯片在平坦频带及1/f频区内的输入参考噪声电压。采用 Pspice 的好处是“输出电压”(Vout)引脚可以指定为输出节点，而且 Pspice 系统可以自动产生该节点 (即Pspice所显示的V(onoise)电压)的噪声频谱密度[V/SQRT(Hz)]，因此计算均方根 (RMS) 噪声便变得较为简单。 http://www.eepw.com.cn/article/80711.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，3/5 均方根噪声是这个 V(onoise) 开方值在整个频率范围内的积分的平方根。Pspice Probe 程序提供的以下算式显示这个计算结果 (以伏特为计算单位)： “SQRT(s(V(onoise)^2))” 上述算式当中的 "s" 是指取随后变项的积分值，以本例来说，随后变项是指输出噪声密度的平方值。有些Pspice程序不允许采用平方函数 (^2) 进行运算。但我们可以通过变项自乘来轻易计算出其平方值： “SQRT(s(V(onoise)*V(onoise)))” 图3是屏幕上所示图 2 电路的 Probe 测试结果。 http://www.eepw.com.cn/article/80711.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，4/5 我们只要将屏幕上的 Probe光标置于相关之间，便可读取 Pspice Probe 提供的数值。例如，如光标置于 1Hz 与 1MHz 之间 (或 1MHz 以上)，屏幕上的读数便会显示输出噪声为 4.39mV_RMS (参看图3)。如噪声的宏模型有问题，又或我们必须找出每一噪声在总噪声中所占的比例，我们便要研究有什么方法可以解决这些问题标签： Pspice 噪声资讯版权声明： 1 2 凡本网注明“来源：电子产品世界”的所有作品，版权均属于电子产品世界，转载请注明“来源：电子产品世界”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。本网转载自其它媒体的信息，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。相关资讯：发表文章评论：查看文章评论 http://www.eepw.com.cn/article/80711.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，5/5 ·采用Pspice分析系统评估噪声 ·基于OrCAD/Pspice 9平台的电 ·仿真软件Multisim与PSpice在 ·ORCAD/PSPICE 9中新元件的创 ·基于OrCAD/PSpice9的电路优化 ·EMA Design用于PSpice仿真昵称：内容：验证码：关于我们 | 广告服务 | 企业会员服务 | 新手上路 | 联系我们 | 友情链《电子产品世界》杂志社版权所有北京东晓国际技术信息咨询有限公 Copyright ©2002 ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD. All ri 京ICP060382号 http://www.eepw.com.cn/article/80711.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，1/8 首页 | 资讯 | 厂商 | 下载 | 论坛 | 博客 | 会展 | 培训 | 高校 | 杂志 | 元件与制造 | 消费类电子 - 测试测量 - 设计应用采用Pspice分析系统评估噪声作者：美国国家半导体 Hooman Hashemi 时间：2008-03-26 来源: 电子产品世界浏览评论间接的 Pspice 噪声仿真即使有源元件没有准确的噪声模型，我们也可以利用 Pspice 系统简化预测噪声所涉及的繁复运算。以上例而言，我们可以利用 Pspice 进行额外运算的仿真，以便计算输出噪声，因而称其为 “间接仿真”。这种方式无需进行噪声仿真，便可计算指定频率范围内每一噪声源至输出的增益。 Pspice Probe 可以显示每一噪声源的增益频率响应，而我们可以将 Pspice 增益仿真结果输入数据表分别进行处理，以估算均方根噪声。以下逐步说明如何进行间接 Pspice 噪声仿真噪声模拟测试所需的每一步骤，另外还列出图2 所示电路的仿真测试结果。步骤 1：对于每一个噪声源进行噪声预测时，先使用Pspice系统进行“交流电AC”对其频率扫描分析模拟分析仿真其输出电压，并将每一噪声源的频率扫描一遍，以便模拟其输出电压。每一噪声源都需经过一次交流电的模拟分析。电阻的热噪声可作为并联某一特定电阻的并联电流源的简单模型处理，(在Pspice里并联电流源比电压源更容易增减因为在 Pspice 系统内增减并联电源比增减串联电源较为容易)。图4是测量射频热噪声的电路。 http://www.eepw.com.cn/article/80711_2.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，2/8 其他噪声源的测试结果并没有在下面一一列出，但若按照同样的方式计算，有关结果应大致相同。以下是图2 所示电路的其他噪声源： U1 输入噪声电压 U1 反相输入噪声电流 U2 输入噪声电压 U2 反相输入噪声电流 R2 热噪声 R3 热噪声 RD 热噪声步骤 2：利用 Pspice Probe 函数曲线显示“输出电压除以输入电压”的结果，换言之，可以藉此计算每一噪声源的增益。图5是图4 所示电路的仿真结果，图中的 Pspice Probe 显示本示例几个指定节点名称的 “Vout/ I_RF_thermal”增益。 http://www.eepw.com.cn/article/80711_2.htm 2008-5-22

采用Pspice分析系统评估噪声页码，3/8 步骤 3：注意每一次仿真的最高增益及适用的 -3dB 带宽 (或 -3dB 的滚降频率)。我们可以用数据表整理并处理获得的相关结果。注意图5 的光标必须位于峰值响应的 70.7% (-3dB)，否则便无法读取较低及较高的 -3dB 频率 (即以下图表1 的“f1”及“f2”)。与步骤 1 所列重要噪声源有关的所有资料都在表 1 内列出。有关射频热噪声的数字均列于“噪声源”#5 的一栏之内，高亮显示突出其重要性。 http://www.eepw.com.cn/article/80711_2.htm 2008-5-22

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