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運放和電源，LDO一樣是我們在電路中最常用的器件，然而我們在使用運放的過程中常常會忽略掉一個參數(shù)，就是運放噪聲，有的工程師甚至搞不清楚運放噪聲是什么東西。

一、運放噪聲到底是什么呢？

其實運放噪聲并不是運放回路對前級或者電源的抑制能力（那是CMRR和PSRR），而是指運放回路新產(chǎn)生的噪聲。

二、運放的噪聲包括哪些部分又是怎么計算的？

運放噪聲分為電壓噪聲，電流噪聲和電阻熱噪聲，一般情況下運放的電流噪聲都比較小，我們可以忽略它。這里首先以電壓噪聲為例進行分析：

如下圖所示運放噪聲密度曲線可以分為1/f 噪聲和寬帶噪聲，所謂1/f 噪聲，是指噪聲的密度與頻率成反比。所謂寬帶噪聲是指噪聲密度在整個頻段內(nèi)保持不變。

這里總的電壓噪聲有效值的平方是1/f 噪聲和寬帶噪聲的平方和。

因為我們不好計算整個頻率范圍噪聲的大?。ㄇ€包圍的面積），所以我們用一個長方形等效出包圍的面積，長方形的一邊對應(yīng)的就是等效帶寬頻率，即使用磚墻效應(yīng)得到等效頻率。實際帶寬BW由閉環(huán)帶寬和運放回路的極點數(shù)決定。

磚墻效應(yīng)圖

Kn 取值和運放回路中極點數(shù)的關(guān)系

寬帶噪聲的大小由寬帶噪聲密度和實際帶寬決定：

1/f 噪聲的大小由1Hz處的噪聲密度和實際帶寬決定:

三、能不能舉一個例子？

下面用OPA313舉一個實際的例子：

已知OPA313的電路如下：

原理圖

從OPA313 datasheet里截取噪聲曲線如下:

噪聲密度曲線

Datasheet 里得到GBW=1MHz：

因此，閉環(huán)帶寬=GBW/Gain=500khz，實際帶寬BW如下：

寬帶噪聲大小的計算如下：

1/f噪聲大小的計算如下:

總的電壓噪聲大小如下:

電流噪聲的算法類似于電壓噪聲：

電流噪聲的等效電路

電阻熱噪聲的算法如下：（其中Tk=273+Tc）, k=1.38E-23

運放回路總的噪聲如下:

最后計算噪聲的峰峰值，因為運放噪聲服從正態(tài)分布，一般考慮99.7%的可能性，即用噪聲有效值乘以6得到噪聲峰峰值。

峰峰值，有效值系數(shù)和可能性之間的關(guān)系

四、那這個計算的噪聲值對我們有什么意義呢？

如果這個運放回路使用在ADC電路之前，那運放的噪聲的峰峰值就必須小于ADC的1LSB，不然就會影響ADC的實際有效位數(shù)。所以通過上面的分析我們就可以確認一個運放回路是否具有足夠的噪聲特性來滿足某一分辨率的ADC。

五、如果噪聲計算值太大怎么辦？

首先看是什么噪聲起主導作用，如果是電壓噪聲比較大，可以選用噪聲參數(shù)更好的運放來實現(xiàn)。如果是電阻熱噪聲起了主導作用，可以通過等比例減小電阻的阻值來實現(xiàn)（這樣會增加運放的功耗）。