建立自己的噪聲模型

　　在第二部分中，我們曾介紹過噪聲模型，它包括運算放大器、電壓噪聲源和電流噪聲源。我們將用分離噪聲源和通用運算放大器來構建這一噪聲模型。模擬與 Rf 模型 (Analog & Rf models) 公司的Bill Sands為 TI 開發了分離噪聲源。您可從 TI 網站 下載這種噪聲源，隻需搜索 “TINA-TI 應用原理圖” 並查找 “噪聲分析”文件夾即可。我們還在附錄 4.1 和 4.2 中給出了“ TINA 宏”列表。

　　圖 4.8 顯示了用於創建噪聲模型的電路。請注意，這就是我們此前使用的測試電路配置。該電路配置中有一個連接在輸入端之間的電流噪聲源。嚴格地說，實際上有兩個電流噪聲源。不過，我們從產品說明書很難說清楚這些信號源之間的相互關係。而且，在電流反饋放大器中這些信號源的信號幅度不同。我們在以後的文章中將更詳細地探討上述問題。我們將對電路加以定製，以便對 OPA627 的噪聲特點進行適當建模。

圖 4.8：采用分離噪聲源的運算放大器噪聲模型

　　首先，我們應配置噪聲電壓源。這隻需在噪聲源上右擊並選擇 “進入宏 ”即可（見圖4.9）。進入“宏”後，彈出文本編輯器，為SPICE宏模型給出了源列表。圖 4.10 顯示了應加以編輯的 “.PARAM” 信息，以匹配於數據表。請注意，NLF 是l/f 區中某一點的噪聲頻譜密度（單位為 nV/rt-Hz）。FLW 是選中點的頻率。

圖 4.9：進入宏以配置噪聲電壓源

圖 4.10：輸入 1/f 區數據

　　隨後，我們應輸入寬帶噪聲頻譜密度，這裏要用到 NVR 參數。請注意，由於寬帶噪聲強度就所有頻率而言都是一樣的，因此這裏不需要輸入頻率（見圖4.11）。輸入噪聲信息之後，我們必須編輯並關閉 SPICE 文本編輯器。點擊“校驗框”，注意到狀態欄會顯示 “編輯成功” 消息。在 “文件” 菜單下選擇“關閉”，返回原理圖編輯器（見圖 4.12）。

圖 4.11：輸入寬帶區數據

　　我們對電流噪聲源也要采取相同步驟。就此示例來說，電流源沒有 1/f 噪聲。這時，寬帶頻譜密度和  1/f “.PARAM” 均設為2.5fA/rt-Hz。1/f 頻率通常設為非常低的頻率，如 0.001Hz （見圖 4.13）。

圖 4.12：編輯 “宏” 並 “關閉”

圖 4.13：輸入電流噪聲源數據

　　現在，我們對兩種噪聲源都進行了適當配置，接下來就要編輯通用運算放大器模型中的一些 AC 參數了。具體說來，必須輸入開環增益和主導極點，因為它們會影響放大器的閉環帶寬，反過來閉環帶寬又會影響電路的噪聲特性。開環增益在數據表中通常采用 dB 為單位。我們可用方程式 4.1 將 dB 轉換為線性增益。我們還可用方程式 4.2 來計算 Aol 曲線中的主導極點。例 4.1 就 OPA627 進行了主導極點計算。圖 4.14 給出了主導極點的圖示。

方程式4.1：將 dB 轉化為線性增益

方程式4.2：計算主導極點

例 4.1：查找 OPA627 的線性開環增益和主導極點

圖 4.14：增益主導極點與頻率關係圖

　　下麵，我們應編輯通用運算放大器模型，其中包括開環增益和主導極點。隻需雙擊運算放大器標誌並按下 “類型” 按鈕即可，這將啟動“目錄編輯器”。在“目錄編輯器”中，我們要修改“開環增益”以匹配於我們在例 4.1 中計算所得的結果。圖 4.15概述了相關步驟。

圖 4.15：編輯通用運算放大器

　　現在，運算放大器的噪聲模型已經構建完畢。圖 4.16 顯示了模型上運行測試的過程及結果。正如我們所期望的那樣，新模型與數據表剛好匹配。

圖 4.16：“手工構建的”新模型順利通過模型測試