Opamp noise: Kapan resistor di jalur sinyal?

Saya bingung ketika sebuah resistor dianggap berada di jalur sinyal dan ketika tidak ketika datang ke perhitungan kebisingan opamp. Misalnya, ambil sirkuit berikut:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

sirkuit yang sangat mirip diterbitkan dalam buku Douglas Self, ia menyebutkan bahwa satu-satunya resistor di jalur sinyal (pada input non-pembalik) adalah resistor 100ohm R3, sehingga R1 dan R2 tidak berkontribusi terhadap kebisingan. Itu pemahaman saya bahwa resistor dapat dimodelkan seperti resistor ideal atau noise-less secara seri dengan generator noise, jadi apa yang saya pikirkan adalah bahwa misalnya, jika saya mengganti R1 dengan generator noise yang diberikan oleh dengan seri R1, maka generator kebisingan itu harus diperkuat oleh gain kebisingan dari opamp. Mengapa R1 dan R2 tidak ada di jalur sinyal?$\sqrt{4KTBR}$

Penulis juga menyebutkan rangkaian berikut yang merupakan penguat pembalik sederhana dengan resistor pada masukan non-pembalik untuk mengimbangi arus bias.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Dalam hal ini penulis menyebutkan bahwa resitor R3 menyebabkan noise, jadi saya tidak mengerti, di kedua sirkuit ada resistor yang terhubung ke input non-pembalik, namun di sirkuit pertama tidak menghasilkan noise tetapi menghasilkan noise di sirkuit kedua, jadi bagaimana saya tahu kapan resistor menghasilkan noise (di jalur sinyal) dan kapan tidak? sepertinya tidak sangat intuitif.

Sunting: Saya mensimulasikan rangkaian pertama dan menjalankan analisis derau, yang saya temukan adalah jika R3 bernilai kecil, maka memvariasikan nilai R1 atau R2 tidak memengaruhi keluaran derau dan derau hanya bergantung pada R3 (ditambah resistor umpan balik dan opamp noise, dll. Saya hanya berfokus pada input non-inverting), namun jika R3 tidak kecil, maka nilai R1 atau R2 tidak mempengaruhi output noise, namun, saya percaya ini karena efek pembagi tegangan menipiskan noise dari resistor R3 pertama, bukan karena R1 atau R2 berkontribusi terhadap total output noise, jadi ya, untuk menambah kebingungan, tampaknya hanya R3 yang berada di jalur sinyal input non-pembalik dan R1 dan R2 tidak berkontribusi noise termal ke output, saya tidak mengerti ini. Melakukan simulasi yang lebih sederhana,

Saya juga mensimulasikan rangkaian kedua dan bahkan R3 (dari sirkuit ke-2) tidak mempengaruhi output suara jika saya mengubah nilainya. Jadi pengamatan saya adalah: resistor shunt pada input non-pembalik ketika menggunakan sebagai penguat non-pembalik tidak berkontribusi terhadap kebisingan, sementara sebuah resistor dalam input non-pembalik ketika menggunakan sebagai penguat pembalik berkontribusi terhadap kebisingan.

Semua resistor berkontribusi terhadap kebisingan. Melihat sirkuit lebih hati-hati saya perhatikan dua hal.

1. Sumber kebisingan dari R1 dan R2 menemukan pembagi yang sangat besar memberikan sekitar 60dB redaman terhadap kebisingan mereka.
2. Sumber-sumber kebisingan tersebut bertemu dengan filter low-pass yang sangat kuat dan selanjutnya menjatuhkan spektrum noise mereka.

Tapi itu tidak ada hubungannya dengan "berada di jalur sinyal", jika R3 lebih besar dan kapasitor lebih kecil, maka kontribusi noise mereka akan mendominasi, sambil menjaga topologi dan respons frekuensi yang sama.

“Berada di jalur sinyal” adalah yang terbaik semacam perangkat mnemonik yang mengarahkan Anda ke pilihan desain yang tepat (Yaitu, buat R3 kecil), tetapi ini bukan alat analisis sirkuit.

Ketika sebuah resistor berada "di jalur sinyal" itu benar-benar berarti baik itu dan sinyal sama-sama terpengaruh, dan tidak ada yang dapat Anda lakukan dalam desain untuk mengurangi kebisingan yang tidak juga akan mempengaruhi sinyal. Jadi Anda harus membuat kontribusi kebisingan sekecil mungkin, atau mencoba menghindarinya sama sekali.

Saya telah merancang sirkuit rendah noise di mana beberapa kontributor kebisingan utama adalah sumber arus transistor biasing transistor di ekor pasangan diferensial (di sudut berlawanan dari IC). Tidak mungkin ada sesuatu yang lebih jauh dari "jalur sinyal" dari itu.

Di sirkuit 1, karena C1 cukup tinggi, kita dapat menganggapnya sebagai singkat:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Anda dapat membuat model resistor dengan;

• resistor noise-kurang dengan sumber tegangan generator kebisingan secara seri,
• atau resistor tanpa noise dengan sumber arus generator suara secara paralel.

Jadi, jika kita mengganti R2 dan R1 dengan model ke-2, kita akan melihat bahwa sumber arus generator kebisingan total, n1 + n2, akan melihat filter low-pass yang berat (C2 = 100nF & R2 || R1 = 69k, menghasilkan f _C = 23Hz):

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Dengan demikian noise kemungkinan besar akan disaring (Harap diingat bahwa filter RC paralel hanya berfungsi jika didorong oleh sumber arus).

Di sirkuit kedua, jika Anda mengganti resistor dengan model derau maka Anda akan melihat bahwa tidak ada penyaringan. Mungkin itu sebabnya suara benar-benar mencerminkan output.