在電子電路的研究和應(yīng)用中，超低頻噪聲的測量是一個具有挑戰(zhàn)性但又十分重要的課題。OP 放大器作為電子電路中常用的元件，其噪聲特性對于整個電路的性能有著重要的影響。因此，設(shè)計(jì)一種能夠準(zhǔn)確測量 OP 放大器超低頻噪聲的電路具有重要的實(shí)際意義。

電路設(shè)計(jì)背景與挑戰(zhàn)

在測量被測量（DUT）IC 的噪聲電壓時，我們的目標(biāo)是將其放大 10,000 倍。然而，如果使用失調(diào)電壓 Vos 大的 OP 放大器，就很有可能出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。這是因?yàn)槭д{(diào)電壓會在放大過程中被一同放大，當(dāng)放大倍數(shù)過高時，就容易導(dǎo)致放大器輸出超出其線性范圍而飽和。為了解決這個問題，我們有兩種選擇：一是增加失調(diào)調(diào)節(jié)電路，通過調(diào)節(jié)失調(diào)電壓來避免飽和；二是把放大倍數(shù)降到 100 倍，但這樣可能會影響測量的精度。

電路的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)

放大倍數(shù)的分配

本測量電路采用了兩級放大的方式。濾波放大器的放大倍數(shù)為 5 倍，結(jié)合前面提到的放大倍數(shù)，總的放大倍數(shù)達(dá)到了 50,000 倍（94dB）。在測量得到輸出電壓 e0 后，將其除以 50,000，得到的值就相當(dāng)于輸入換算噪聲電壓。這種放大倍數(shù)的分配方式既能夠保證足夠的放大倍數(shù)以檢測到微弱的噪聲信號，又能在一定程度上避免放大器飽和的問題。

濾波器的設(shè)計(jì)

• 低通濾波器：由 Rs、Cs 和 Rc、Cc 構(gòu)成，其時間常數(shù)均為 15.9Hz。低通濾波器的作用是限制高頻信號的通過，只允許低于 15.9Hz 的超低頻噪聲信號通過，從而減少高頻噪聲對測量結(jié)果的干擾。
• 高通濾波器：為 2nd - order CR 濾波器，R1、C1、R2（假定與 1MΩ 的輸入阻抗并聯(lián)，阻值取 100kΩ）的時間常數(shù)大約為 0.07Hz。高通濾波器的作用是阻止直流和極低頻率的信號通過，只允許高于 0.07Hz 的信號進(jìn)入后續(xù)的放大電路，這樣可以排除一些不必要的干擾信號，提高測量的準(zhǔn)確性。
  

失調(diào)電壓的測定方法

為了測定失調(diào)電壓，我們可以使用數(shù)字電壓表測量 Rf 點(diǎn)的輸出。將測量結(jié)果除以 10,000，即可得到輸入換算失調(diào)電壓。失調(diào)電壓的準(zhǔn)確測定對于評估 OP 放大器的性能和校準(zhǔn)測量結(jié)果都具有重要的意義