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入力換算雑音

入力換算雑音

  • Equivalent Input Noise
  • 输入换算噪声
  •  

アンプの内部で発生した雑音は、すべて入力で発生したものと見なして表す。
これは、アンプに利得があるためである。

 

図1

図1 入力換算雑音のモデル図

 

アンプの雑音には、電圧性( en )と電流性( in )とがあり、図1のように信号源インピーダンスを Rs とすると、入力換算雑音電圧は、以下の式で定義される。  

式

アンプの雑音は、図2のように周波数が低くなるほど大きくなるのが普通である。

また、信号源インピーダンスと同じ抵抗値の抵抗器が発生する雑音より小さくはできない(図3参照)。
センサや抵抗器も雑音を発生し、抵抗器の雑音は熱雑音と呼ばれ温度が下がれば小さくなる(図3参照)。

そのため、通常は常温での雑音レベルが示される。
これらの雑音レベルは、単位帯域幅(1Hz)あたりの電圧密度(nV/√Hz)で表すことが多い。

 

図2

図2  入力換算雑音電圧対周波数特性例

 

図3

図3  アンプと抵抗器の雑音レベル 

図4

図4 入力換算雑音電圧密度-周波数特性

アンプの雑音を比較するため、出力雑音を利得で割ったものが入力換算雑音です。しかしながら、アンプの周波数特性が異なると単純には比較できません。
両者を公正に比較するため、出力雑音をスペクトラムアナライザ等で分析し、出力雑音電圧密度を求める方法があります。
この出力雑音電圧密度をアンプの利得で割ったものを、入力換算雑音電圧密度といいます。
入力換算雑音電圧密度の周波数特性でアンプを比較すれば、アンプの雑音特性は一目瞭然となります(図4参照)。なお、昔の製品は、測定の容易さから、広帯域雑音の実効値で入力換算雑音を規定しているものもあります。

 

例:入力換算雑音 35μVrms(10~500kHz帯域)
上記は雑音電圧密度がフラットと仮定しますと35μV/√500kHz = 49.5nV/√Hz  になります。

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