半导体噪声可避免还是避不开[下]

2013-11-28 11:07 来源:电子信息网 作者:蒲公英

如何理解数据手册中的噪声指标

器件的噪声指标一般列在数据资料的电气特性(EC)表或典型工作特性(TOC)部分。特别注意:噪声属于“典型”特性指标,因此是“非担保”指标。噪声指标的意义仅仅是提供一个合理的估算值。

时域指标

数据手册通常以特定带宽范围内电压的形式给出噪声,有峰-峰电压和/或电压RMS值。例如,图9所示为MAX6129_21电压基准给出的噪声电压。

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图9:MAX6129_21电压基准数据手册给出的噪声指标。

所列的第一项噪声指标30μVP-P为闪烁或1/f噪声,根据“条件”一栏中标注的低频信息(0.1Hz至10Hz)可看出这一点。注意,由于直流应用最关心该频带范围的噪声,主要考虑事项是峰值误差,所以该噪声以μVP-P(而非μVRMS)给出。

以上的第二项噪声指标以μVRMS给出,在较宽、较高频带(10Hz至1kHz)测得,其中主要是白噪声,1/f噪声可忽略不计。注意,由于交流应用最关心较宽频带范围的噪声,主要考虑事项是信噪比(SNR),所以该噪声以μVRMS(而非μVP-P)给出。SNR测量噪声以RMS给出。

ADC和DAC数据手册给出的噪声电压指标看起来非常相似,因为这些指标都在电压基准数据手册中。

频域指标

也可能以标定频率处或附近的频谱密度(ND)给出噪声指标。例如,图10所示为MAX6126_21电压基准数据资料给出的噪声密度。

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图10:MAX6126_21电压基准噪声指标。

由于噪声密度总是随频率变化,所以在特定频率下给出,该频率称为标定频率。标定频率在EC表的“条件”一栏中给出。MAX6126中,标定频率1kHz下的噪声密度为60nV/√Hz。其它常见标定频率有10kHz、100kHz和1MHz。

利用EC表中给出的噪声谱密度(ND)和工作频率上限(Fh)及下限(Fl),可估算出任意带宽内的噪声电压:

g8


式8不包括闪烁噪声,因此仅适用于高于拐点频率的频带(Fl >> Fc)。

然而,如果给定噪声谱密度(ND)和拐点频率(Fc),可预测任意频带内的噪声电压。这些指标可在器件的EC表或数据资料TOC部分的Noise Spectral Density over Frequency中找到。

例如,MAX6143电压基准数据手册的TOC部分包含以下噪声谱密度曲线(图11)。

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图11:MAX6143噪声谱密度曲线。

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半导体噪声

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