高带宽低噪声跨阻放大器应用威廉希尔官方网站 的噪声估算方法

【摘要】

目前大家设计得最多的莫过于高速数字芯片及相关威廉希尔官方网站 设计和应用，对模拟的威廉希尔官方网站 部分的设计涉及得很少。这里简单介绍一下高带宽低噪声跨阻放大器（TIA）应用威廉希尔官方网站 的噪声估算方法，主要涉及的参数有带宽、增益及噪声。

一、引言

尽管目前很多模拟威廉希尔官方网站 都集成到芯片的内部，只留了少量的电阻电容之类的元件在外面，减少设计的难度，但还是会有少数应用威廉希尔官方网站 需要用到模拟芯片，比如说做一块处理微弱的模拟信号的评估板，需要放大好几级，没有专用芯片进行放大，就只能用模拟器件去搭建。对于微弱的信号，其信噪比是非常关键的参数，决定了小信号是否能检测出来。提高信噪比的重要方法是将低噪声，所以我们设计此类威廉希尔官方网站 必须要对噪声进行估算，选择性价比合适的芯片，以提高设计的性能。这里简单介绍一下高带宽低噪声威廉希尔官方网站 的噪声估算方法。

二、光电二极管+低噪声跨阻放大器的噪声估算

在光通信应用中，用得最多的两种光电二极管是PIN和APD。由于这种光电二极管产生的电流都很小，所以不能用一般输入噪声大的跨阻放大器直接处理。在实际应用中要求放大器具有高带宽、低噪声、高增益的性能，以便检测出微弱的信号，增强信噪比及信号质量、减小误码率，提高动态范围。

以下是工程中一典型的威廉希尔官方网站 ，威廉希尔官方网站 主要由光电二极管和跨阻放大器组成。

Cpd---为光电二极管自身的电容，

Cin---为放大器输入电容，

Rf---为跨阻，将电流转化为电压，

Cf---为相位补偿电容。

信号的-3dB带宽为：

其中，GBP为带宽增益积

Ct为Cpd、Cin之和

为了使威廉希尔官方网站 稳定，最佳相位补偿电容的值为

等效输入噪声电流为

其中，In为放大器反向输入端的电流输入噪声

           En为放大器的输入电压噪声

           Cpd为光电二极管的电容

            F为链路的信号频率

TIA输出的均方根噪声电压为：

其中，

I^2npd为光电二极管的均方根噪声电流

F为放大器输出的带宽

设APD输出有用信号电流为Ipd

，则其信噪比为：

三、结论

此威廉希尔官方网站 的设计时要注意的几点：为了得到更高的带宽和增益，需要选择带宽增益积大的芯片，Rf越大，增益越高；为了得到更高的信噪比，需要选择输入电压/电流噪声小的芯片，另外，如果在带宽允许的前提下，可以适当降低带宽，增加Rf。

四、总结

利用上述的几个公式，我们很容易就能估算出TIA威廉希尔官方网站 的噪声范围，对放大器的选型、后端威廉希尔官方网站 的设计及误码率的计算具体一定的参考意义。

　　审核编辑：汤梓红