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本帖最后由 131v1vv 于 2016-12-1 19:36 编辑
有错过前几期内容的同学,请移步到 http://bbs.eetop.cn/thread-617655-1-1.html
本部分主要对三支路电流源的噪声进行简单的分析,说实话,噪声分析还是蛮头大的,不过还是希望通过努力,能够多理解一些。 众所周知,噪声是电路中无时无处不在的非理想因素。如图1示意图,对于理想的Noiseless电路,总电流i(t)是理想的,当考虑电阻的噪声后,总电流i(t)和理想值存偏差,对于高性能电路,这个微小的量就需要充分考虑了。
图1 电路中噪声可以用时域或频域的方式表示。 时域上,由于噪声信号的随机特性,无法用瞬态精确表示,通常使用统计学的概率分布表示,如热噪声的瞬态幅值通常满足高斯分布;也可以通过测量噪声的平均功率,用均方根值(RMS)表示。 频域上,噪声的能量用功率谱密度(Power Spectral Density )的形式表示,以1Hz带宽的均方值表示,单位为V^2/Hz,或者表示为V/rt-Hz。
图2
回顾之前图2所示的三支路电流源的分析,其低频环路增益如图3所示,此处暂不做简化,为保证整体是负反馈,图中红色部分应大于0。(注意gm5和gm6是近似相等的)
图3 这里先给出图2的小信号噪声模型,如图4所示,其中输出阻抗仅包含了M1和M5管的ro1和ro5。M1~M7管的噪声表示为栅级的等效电压源(也可以使用并联的噪声电流表示),电阻R的噪声源为VnR。
图4
可以看到,图4中M1~M6和电阻R都是通过节点Vy对输出电流Iout贡献噪声,M7管的噪声则是直接包含在Iout中。 多个不相关噪声源,分别通过不同的传输函数后叠加的表达式如图5 所示。
图5 图4中的各噪声源通过Vy节点对输出电流Iout贡献噪声。首先,可以计算M1~M6管和电阻R到节点Vy的低频增益。
图6 图6举例计算了Vn3和Vn4到Vy的低频增益,同理可以求得Vn1、Vn2、Vn5、Vn6和VnR到Vy的低频增益。 最后给出输出电流与各噪声源的关系如图7。可以看到Vn1~Vn6及VnR经过放大或衰减后,贡献到输出。
图7 化简后,可以得到如图8所示的结果,直觉上,可以看到Vn1、Vn2和VnR的噪声贡献大于Vn3,Vn6的噪声贡献大于Vn5。
图8 好了,这部分内容暂时先写这么多了,下一期,看看能否利用这一节的内容并结合管子的噪声特性,得到输出电流的总噪声。 也请感兴趣的同学,关注一下我的微信公众号,也算是对我的鼓励和鞭策,争取能把更多的和模拟IC设计有关的内容进行分享,扫一扫哟~
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