噪声与低噪声设计的探讨（下篇）

这是分上下篇连载的下篇(上篇见5月份的本刊)，介绍了几个基本概念，使你能开始考虑如同进行低噪声设计。     

传感器的噪声及其抑制方法

详细分析了传感器电路的噪声源，给出了实际的解决方法如屏蔽、隔离等，以及滤波、检波等信息处理电路。     

一种低噪声放大器的自噪声分析

本文以一种低噪声放大器为例,着重分析了电路的热噪声特性,结合理论分析计算了低噪声放大器的热噪声,利用HSPICE仿真软件对电路的热噪声进行仿真,与理论计算所得的热噪声比较。按照本设计采用的低噪声放大器的结构特点,对电路进行了优化,有效地减小了电路产生的热噪声。     

了解线性稳压器的噪声

模拟电路的噪声多种多样，其中包括热噪声、闪烁噪声、散粒噪声(shotnoise)等。在LDO应用中，噪声有时会与电源纹波抑制比(PSRR)相混淆。它们都是在输出端产生不需要的信号，因此二者常混在一起被称为“噪声”。这是不正确的。PSRR是指输出的帷波量，它来自于输人中的纹波。而噪声纯粹是一个物理现象，晶体管与电阻器(电容器不产生噪声)在基本的水平上就会产生噪声。     

LDO低输出噪声的分析与优化设计

为了降低一款LDO芯片的输出噪声,对LDO的噪声特性进行分析,根据其噪声特点,提出了三种降低LDO输出噪声的方法,分别是改变LDO的电路结构,对带隙基准进行滤波,设计低噪声带隙基准。在综合考虑芯片的面积和功耗后,采用第三种方法对一款LDO芯片输出噪声进行优化,设计了一个低噪声带隙基准（Bandgap reference）,在TSMC0.35μm工艺下仿真表明,10Hz到100kHz之间的集成输出噪声（Integrated output noise）从原来的808μV,降低到280μV。采用低噪声带隙基准可以有效的降低LDO芯片的输出噪声。     

20 nm金属氧化物半导体场效应晶体管的噪声特性分析北大核心CSCD

传统短沟道的纳米MOSFET噪声主要为受抑制的散粒噪声,其次为热噪声;在建立器件的噪声模型时,并没有考虑栅极噪声源与源极噪声源二者之间的电荷耦合,其耦合效应会形成互相关噪声。实验测试了20 nm MOSFET的噪声,结果分析得到短沟道MOSFET的噪声主要为散粒噪声、热噪声和互相关噪声。其次,根据MOSFET的器件物理结构及特性推导了纳米MOSFET的互相关噪声公式。在此基础上,比较受抑制的散粒噪声、热噪声和互相关噪声随沟道长度、温度、源漏电压和栅极电压的变化关系,所得结论有助于提高MOSFET器件的工作效率、可靠性及寿命。     

低噪声放大器模块化分析与设计的等效噪声模型法

本文以双端口网络的等效噪声模型为依托,通过采用精密测量所得的全参数Ｅｎ－Ｉｎ模型描述有源器件的噪声,以有效地提高低噪声放大器的设计精度;并通过研究Ｅｎ－Ｉｎ模型与其它六种等效噪声模型的谱关系实现噪声网络的模块化分析与设计,从而简化了噪声估算的过程。     

多级放大器噪声谱矩阵计算及在低噪声设计中应用

本文针对通信接收机噪声性能分析中广泛采用的弗里斯（Ｆｒｉｓ）公式在低噪声设计中的不足，提出了具有复相关系数的放大器Ｅｎ－Ｉｎ噪声模型的谱矩阵形式，推导了多级放大器的噪声谱矩阵计算公式。成功地解决了多级放大器噪声性能分析及低噪声设计必需的噪声参数（最佳源阻抗及最小噪声系数）计算。     

一款前置放大器的低噪声设计与分析

描述了有关放大器的噪声机理和特性,详细论述了前置放大器的低噪声设计步骤和过程,并根据晶体管的噪声特性曲线和噪声系数等值曲线对输入晶体管的偏置进行了理论计算。     

基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器设计

采用0.18μm CMOS工艺,针对DMB-T/H标准数字电视调谐器应用,设计了一个基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器.详细分析了噪声抵消技术的原理,给出了宽带低噪声放大器的设计过程.仿真结果表明,在48～862 MHz频率范围内输入输出反射系数均小于-20 dB,噪声系数低于3 dB,增益大于17 dB,1 dB压缩点为-6dBm.在1.8V电压下,电路功耗为10.8mW.     

纳米MOSFET器件电流噪声测试方法研究

针对常规纳米尺度电子元器件的噪声特性,研究其噪声的基本测试条件,并建立测试系统。在屏蔽条件下采用低温装置和超低噪声前置放大器,能有效抑制外界干扰。应用该系统对实际纳米MOSFET器件进行噪声测试得到其电流噪声,在测试基础上通过计算分别得到热噪声和散粒噪声,同时分析器件工作在亚阈区和反型区下的电流噪声随源漏电压和电流的变化关系。结果表明测试结果与理论分析吻合,验证了测试系统的准确性。     

低噪声运算放大器噪声分析

研究了如何从电路结构上减少运算放大器的噪声，以一种低噪声运放为例。着重介绍输入级设计。并借助计算机分析选择合适的输入器件尺寸。最后通过对运放噪声的仿真验证，得到了满意的结果。     

利用噪声抵消技术设计低噪声放大器

采用ADS软件设计并仿真了一种应用于WiMax2标准的低噪声放大器。该低噪声放大器基于TSMC 0.13μmCMOS工艺,工作带宽为2.3 GHz~2.7GHz。在电路设计中采用噪声抵消技术降低CMOS管的电流噪声。使用共栅极结构进行输入匹配,使用电容进行输出匹配。偏置电路采用电流镜原理。使用ADS2006软件进行设计、优化和仿真。仿真结果显示,在2.3 GHz~2.7GHz带宽内,放大器的电源电压在1.2V时,噪声系数低于1.96dB,增益大于21.8dB,整个电路功耗为9mW。     

一种变送器电路的噪声分析与优化设计

本文阐述了噪声的基本特性和类型,并根据噪声的基本理论详细地分析和计算了一种变送器电路中的噪声。其中主要包括1／f噪声是如何引起的,计算出了其值的大小,并利用HSPICE仿真工具加以验证。在此基础上提出了通过降低输出电阻和采用跨导放大器的电路结构来降低噪声,最终实现了电路的噪声优化。     

太赫兹肖特基二极管噪声电压的理论研究

在太赫兹焦平面成像等系统中,GaAs肖特基二极管作为太赫兹检测的核心器件,其噪声特性直接影响太赫兹探测系统的灵敏度。讨论了GaAs肖特基二极管在不同直流偏压下加载给负载的热噪声电压、散粒噪声电压、总噪声电压,并给出了相应的解析解。同时,建模模拟了太赫兹混频前端,并利用谐波平衡法对理论公式进行了对比验证。对太赫兹像元与阵列芯片的噪声机理以及提高芯片的噪声性能研究,改善芯片噪声特性,从而提高太赫兹焦平面成像系统灵敏度具有重要意义和作用。     

模压全息图片的噪声

本文把全息看作信息传递过程，从把信息（图象）加载到作为载波的物光上开始，通过参考光相干接收，并存储在干板上，经电铸，模压转移信息，最后用再现光把信息解调出来，这当中的任何一过程都会受到遇外干扰，它们就形成噪声。本文指出每一过程可能产生的噪声和抑制办法，并重点分析了散斑噪声，干版，模板和ＰＥＴ材料自身的粒散噪声，指出提高全息质量的关键，乃是在保持恰当衍射效率的情况下，提高信噪比的问题。     

高速光接收机前端的研究

本文从理论上分析了并联电感和串联电咸对ＰＩＮ－ＦＥＴ前端的作用，证明谐振电感可以有效地抑制ＦＥＴ热噪声的影响，在１．０－－１．５ＧＨｚ频率范围内得到拉近由量子散粒噪声决定的极限灵敏度。在实验上制作了ＨＧｚ级高速光接收机前端，并用微波网络分析仪测试了前端的频率响应。测试结果与理论分析基本相符。     

采用噪声抵消技术的宽带SiGe HBT 低噪声放大器设计

宽带低噪声放大器的输入匹配需要兼顾阻抗匹配和噪声匹配.通常,这两个指标是耦合在一起的.现有的宽带匹配技术需要反复协调电路参数,在阻抗匹配和噪声匹配之间折衷,给设计增大了难度.提出一种噪声抵消技术,通过两条并联的等增益支路,在输出端消除了输入匹配网络引入的噪声,实现阻抗匹配和噪声匹配的去耦.基于Jazz 0.35 μm SiGe工艺,设计了一款采用该噪声抵消技术的宽带低噪声放大器.放大器的工作带宽为0.8-2.4 GHz,增益在 16 dB以上,噪声系数小于3.25 dB, S11在-17 dB以下.     

声频放大器低噪声化的设计

本文首先从低噪声放大器设计的基本原理和方法入手，对晶体管放大器的噪声模型（Ｅｎ－Ｉｎ模型）做了分析，并以实现放大器低噪声化为出发点，阐述了具体设计的几个过程，最后对级联放大器的低噪声设计进行探讨。本文并非从工程设计的角度全面论述低噪声设计的各个方面，而是仅就低噪声设计中需要考虑的一些问题做一概述，从而为一些有志于音响工作的人们研究低噪声系统的设计问题提供方便。