用 TINA 分析第三部分中的電路
圖 4.17 顯示了采用 Tina SPICE 的 OPA627 建模原理圖。請注意，第四部分討論了通過用分離噪聲源和通用開發自己的模型來對噪聲進行適當建模的方法，此外，電阻 Rf 和 R1 匹配於第三部分中的示例電路。
圖 4.17：OPA627 電路示例
我們可從下來菜單中選擇 “分析/噪聲分析”，進行 Tina SPICE 噪聲分析，這將生成噪聲分析表。我們可在噪聲分析表上選擇 “輸出噪聲” 和 “總噪聲”選項。“輸出噪聲” 選項將針對所有測試點（即帶儀表的節點）生成噪聲頻譜密度圖。“總噪聲”將生成功率譜密度曲線圖積分結果。我們可通過總噪聲曲線明確電路的均方根輸出噪聲電壓。圖 4.18 顯示了如何執行噪聲分析。
圖 4.18：運行噪聲分析
圖 4.19 和圖 4.20 顯示了 TINA 噪聲分析的結果。圖 4.19 給出了放大器輸出處的噪聲頻譜密度（即輸出噪聲）。該曲線結合了所有噪聲源，並包括噪聲增益的效果和噪聲帶寬。圖 4.20 顯示了給定帶寬下放大器輸出處的總噪聲。我們也可以求功率頻譜密度曲線的積分（即電壓頻譜密度的平方），從而推導出該曲線。請注意，該曲線在高頻下為常量，即323uVrms。這一結果與第三部分中計算得出的均方根噪聲相匹配（我們計算所得的噪聲為324uV）。還要注意，該噪聲為常量，這是由於運算放大器的帶寬限製使然。
圖 4.19：輸出噪聲圖結果
圖 4.20：總噪聲圖結果
本文總結和下文內容提要
在本文中，我們介紹了稱作 TINA SPICE 的電路模擬套件。我們用 TINA 開發了一套簡單的測試步驟來檢查運算放大 器模型是否可以準確對噪聲進行建模。在某些情況下，有的模型不能通過測試，因此，我們就用分離噪聲源和通用運算放大器開發出了我們自己的模型。我們還用 TINA 來計算第三部分實際分析中所用的示例電路的噪聲。在第五部分，我們將分析測試噪聲的方法，特別是要對此前章節中的噪聲計算結果進行物理測量。
致謝!
特別感謝以下 TI人員提供的技術意見：
Rod Bert，高級模擬 IC 設計經理；
Bruce Trump，線性產品經理；
Neil Albaugh，高級應用工程師；
Bill Sands，模擬與 Rf 模型 (Analog & Rf models) 公司技術顧問；
參考書目
1.) Robert V. Hogg 與 Elliot A Tanis 共同編著的《概率與統計推斷》，第三版，麥克米蘭出版公司 (Macmillan Publishing Co.) 出版；
2.) C. D. Motchenbacher 與 J. A. Connelly 共同編著的《低噪聲電子係統設計》，Wiley-Interscience Publication 出版。
關於作者：
Arthur Kay是 TI 的高級應用工程師。他專門負責傳感器信號調節器件的支持工作。他於 1993 年畢業於佐治亞理工學院 (Georgia Institute of Technology)，並獲得電子工程碩士學位。
附錄 4.1：電壓噪聲宏
* BEGIN PROG NSE NANO VOLT/RT-HZ
.SUBCKT VNSE 1 2
* BEGIN SETUP OF NOISE GEN - NANOVOLT/RT-HZ
* INPUT THREE VARIABLES
* SET UP VNSE 1/F
* NV/RHZ AT 1/F FREQ
.PARAM NLF="15"
* FREQ FOR 1/F VAL
.PARAM FLW="10"
* SET UP VNSE FB
* NV/RHZ FLATBAND
.PARAM NVR="4".5
* END USER INPUT
* START CALC VALS
.PARAM GLF={PWR(FLW,0.25)*NLF/1164}
.PARAM RNV={1.184*PWR(NVR,2)}
.MODEL DVN D KF={PWR(FLW,0.5)/1E11} IS="1".0E-16
* END CALC VALS
I1 0 7 10E-3
I2 0 8 10E-3
D1 7 0 DVN
D2 8 0 DVN
E1 3 6 7 8 {GLF}
R1 3 0 1E9
R2 3 0 1E9
R3 3 6 1E9
E2 6 4 5 0 10
R4 5 0 {RNV}
R5 5 0 {RNV}
R6 3 4 1E9
R7 4 0 1E9
E3 1 2 3 4 1
C1 1 0 1E-15
C2 2 0 1E-15
C3 1 2 1E-15
.ENDS
• END PROG NSE NANOV/RT-HZ
附錄 4.2：電流噪聲宏
* BEGIN PROG NSE FEMTO AMP/RT-HZ
.SUBCKT FEMT 1 2
* BEGIN SETUP OF NOISE GEN - FEMPTOAMPS/RT-HZ
* INPUT THREE VARIABLES
* SET UP INSE 1/F
* FA/RHZ AT 1/F FREQ
.PARAM NLFF="2".5
* FREQ FOR 1/F VAL
.PARAM FLWF="0".001
* SET UP INSEFB
* FA/RHZ FLATBAND
.PARAM NVRF="2".5
* END USER INPUT
* START CALC VALS
.PARAM GLFF={PWR(FLWF,0.25)*NLFF/1164}
.PARAM RNVF={1.184*PWR(NVRF,2)}
.MODEL DVNF D KF={PWR(FLWF,0.5)/1E11} IS="1".0E-16
* END CALC VALS
I1 0 7 10E-3
I2 0 8 10E-3
D1 7 0 DVNF
D2 8 0 DVNF
E1 3 6 7 8 {GLFF}
R1 3 0 1E9
R2 3 0 1E9
R3 3 6 1E9
E2 6 4 5 0 10
R4 5 0 {RNVF}
R5 5 0 {RNVF}
R6 3 4 1E9
R7 4 0 1E9
G1 1 2 3 4 1E-6
C1 1 0 1E-15
C2 2 0 1E-15
C3 1 2 1E-15
.ENDS
* END PROG NSE FEMTO AMP/RT-HZ
