跨阻放大器(TIA)的噪声来源主要包括以下几个方面:
1. 反馈电阻的热噪声:这是跨阻放大器中最常见的噪声源之一。热噪声是由电阻中的电子热运动引起的,其功率谱密度与电阻值成正比,与频率无关。在低频范围内,热噪声是主要的噪声源。
2. 运放的输入电压噪声:运放的输入端存在电压噪声,这会直接影响到放大器的输出噪声。运放的输入电压噪声通常包括闪烁噪声(1/f噪声)和白噪声。
3. 运放的输入电流噪声:运放的输入端还可能存在电流噪声,这同样会影响输出噪声。电流噪声的谱密度通常以pA/√Hz或fA/√Hz表示。
4. 输入参考电压噪声:在跨阻放大器中,输入参考电压的噪声也会影响输出噪声。这种噪声包括闪烁噪声和热噪声,其中闪烁噪声在低频下占主导地位。
5. 输入参考电流噪声:与输入参考电压噪声类似,输入参考电流噪声也会对输出噪声产生影响。这种噪声通常与反馈电阻的值有关。
6. 输入电容噪声:跨阻放大器的输入端可能存在电容,这些电容的噪声也会对输出噪声产生影响。电容噪声主要表现为闪烁噪声。
7. 外部组件和迹线噪声:电路板上的外部组件和迹线也可能引入噪声。这些噪声可能来自于电源、地线、信号线等。
8. 闪烁噪声:在某些情况下,闪烁噪声(1/f噪声)可能在低频范围内占主导地位,影响放大器的性能。
9. 电源噪声:电源的稳定性对跨阻放大器的噪声性能也有影响。不稳定的电源可能会引入额外的噪声。
10. 环境噪声:环境因素,如温度变化、电磁干扰等,也可能导致跨阻放大器的噪声增加。
为了降低噪声,设计时需要选择合适的元件,如低噪声运放、高稳定性的电源和高质量的电阻电容。同时,合理的电路布局和屏蔽措施也是降低噪声的有效手段。