Wie zeichne ich die Rauschverstärkung einer Operationsverstärkerschaltung in SPICE?

Wie wird eine AC-Analyse der Rauschverstärkung einer Operationsverstärkerschaltung in LTspice dargestellt?

Dies ist eine Folgefrage zu einer vorherigen Frage hier: Was ist eigentlich eine Rauschverstärkung? Und wie wird sie im allgemeinen Fall bestimmt?

Ich bin mir sicher, dass Sie zwischen dieser und der vorherigen Frage sehen werden, wenn sich der Vorhang hebt, dass Sie aus etwas, das so klar wie der Tag ist, eine riesige Sache machen.

Antworten (1)

Das Plotten der Rauschverstärkung einer Operationsverstärkerschaltung ist nicht allzu schwierig, wenn dies die einzige Spur ist, die Sie möchten. Sie schließen einfach eine Wechselspannungsquelle am nicht invertierenden Anschluss an, entfernen (kurzen) alle anderen Signalquellen und führen eine Wechselspannungsanalyse durch.

Für eine einfache nicht invertierende Verstärkerschaltung ändert man einfach die Signalquelle in eine Wechselstromquelle und zeichnet V(out)/V(v+). Wenn Sie eine AC-Amplitude von 1 verwenden, ist es einfach V(out).

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Die darunter liegende violette Kurve überlagert genau die gelbe Kurve darunter, was zeigt, dass der einfachere V(out)Ausdruck äquivalent ist, wenn das Testsignal AC 1 ist.

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Wenn die + Klemme geerdet ist, wie es in einer invertierenden Verstärkerschaltung der Fall ist, fügen Sie einfach die V_testSignalquelle zwischen die ein + Klemme und Masse.

Schwieriger wird es, wenn wir gleichzeitig einen weiteren Gewinn planen wollen. Wenn wir jedoch die Rauschverstärkung gegen die Schleifenverstärkung auftragen möchten, können wir die Beziehung zwischen den beiden ausnutzen:

N G = A Ö 1 + A Ö β L G = A Ö β N G = A Ö 1 + L G

Ausdrücke für beide A Ö Und L G sind in einer Schleifenverstärkungsanalyse verfügbar:

A Ö :V(out) / (V(v+) - V(v-))

L G :V(fb) / V(v-)

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Wenn wir sie kombinieren, erhalten wir diesen Ausdruck (beachten Sie das Minuszeichen im Nenner, um die Anwendung auf das invertierende Terminal zu berücksichtigen):

N G :(V(out) / (V(v+) - V(v-))) / (1 - (V(fb)/V(v-)))

Mit diesem Ausdruck können wir die Rauschverstärkung (Cyan) auf demselben Diagramm wie die Schleifenverstärkung (Violett) und die Open-Loop-Verstärkung (Gelb) darstellen. V_sigBeachten Sie, dass SPICE während dieser .ACAnalyse kurzschließt ; V_sigkann weggelassen (gekürzt) werden, wenn dies gewünscht wird, ohne die Handlung zu beeinflussen.

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Hinweis zum Aufbau der Schleifenverstärkungsanalyse: Die AC 1Signalquelle liefert die Störung in den hochohmigen invertierenden Eingang. Die Schleifenantwort erscheint auf der anderen Seite, dem Knoten mit der Bezeichnung fb. Die Schleifenverstärkung wird mit dem Ausdruck V(fb)/V(v-)in einer .ACAnalyse dargestellt.

Ich erinnere mich an den früheren Beitrag. Nur aus Neugier, haben Sie diese lineare Tech-Seite schon besucht? linear.com/solutions/1148
Oh nein, sieht interessant aus! Ich werde es mir ansehen, danke @jonk :)
Ich glaube, ich bin froh, dass ich es erwähnt habe. Ich hatte das Gefühl, dass Sie es wahrscheinlich schon gesehen hatten, aber ich dachte, ich sollte das besser punktieren, nur für den Fall.
Ja, auf das bin ich gestoßen :) Es hat mir damals nicht viel geholfen, weil es ziemlich nah am üblichen Fall blieb, aber ich bin mir sicher, dass es insgesamt eine gute Einführung ist :) Übrigens, ich habe eine Antwort mit meinem hinzugefügt Ergebnisse zu diesem ursprünglichen Beitrag, wenn Sie es nicht gesehen haben, möchten Sie es vielleicht überprüfen.
@scanny Nur eine kurze Anmerkung: Anstelle des langen V(v+) - V(v-))können Sie schreiben V(v+, v-).
Ooooh, süß! Ich füge das definitiv meinem LTspice-Cheatsheet hinzu! Danke @aconcernedcitizen :)
Wie zeichne ich die Rauschverstärkung einer Operationsverstärkerschaltung in SPICE?
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