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常见外部噪声源 电源纹波 在全波整流的线性稳压供电的电路中，100Hz纹波是主要的电源噪声，对于运放电
路，100Hz噪声电平通常要求控制在10nV-100nV(RTI)内，这取决于三个因素：运放在100Hz时的电源抑制比
(PSRR)，稳压器的纹波抑制比及稳压器的输入滤波电容的......
常见外部噪声源
电源纹波
在全波整流的线性稳压供电的电路中，100Hz纹波是主要的电源噪声，对于运放电路，100Hz噪声电平通常要求控制在10nV-
100nV(RTI)内，这取决于三个因素：运放在100Hz时的电源抑制比(PSRR)，稳压器的纹波抑制比及稳压器的输入滤波电容的
大小。图1是OP77的PSRR-频率曲线，可以看出，OP77在100Hz时PSRR大约是76dB，要获得不大于100nV(RTI)的性能，供
电电源的纹波必须小于0.6mV。常用的三端稳压一般能提供大约60dB的纹波抑制能力，在这种情况下，稳压器的输入滤波电
容必须足够大，以将输入端的纹波限制在0.6V以下。
电源去耦
典型的串联稳压器供电的电源中包含有幅度为150uV，频率范围为100Hz-100KHz的噪声，开关型电源更严重，运放的PSRR
在高频时以20dB/Decade的速度降低，通过在电源脚加RC或LC去耦网络，能滤除大部分噪声，电路形式如图3。在使用RC去
耦时，应该注意负载电流的变化会导致对电源脚上电压的调制。
电源调整率
任何电源电压的变化都会引起运放输入偏置电流的变化，图1中OP77的PSRR在DC时是126dB(0.5uV/V)，电源电压的变化是
一个潜在的低频噪声源。在低噪声运放的应用中，降低电源的纹波和提高电源的调整率都很重要，电源调整率不足通常会引起
讨厌的低频噪声。
开关电源
开关电源是一个很严重的噪声源，下图是典型的开关电源输出端的电压波形：
可以看出，噪声频谱既包含开关频率及其谐波成分，还包含开关回路谐振引起的阻尼振荡的高频成分，从几十KHz一直延续到
几十MHz，而普通的运放在几百Hz以上时PSRR开始急剧下降，到几百KHz时几乎为零，此时，出现在输出端的电源噪声将很
严重。
影响途径和对策
除了注意对运放PSRR或CMRR参数的选择和加强运放供电去耦(如采用RC去耦)外，在开关电源供电设计中，还应注意如下一
些方面：
电源中的噪声可能通过基准源或PCB的漏电直接耦合到放大器的输入端。要注意对电压基准源输出的滤波，对于PCB漏电，
可在信号输入引线与电源走线间加地线防护。
噪声可能通过PCB走线之间的分布电容直接耦合到放大器输入端，造成干扰。在PCB布线时，要注意电源线与弱信号线不要
贴近平行走线，线净距大于线宽的3倍(3W原则)，并在电源线或数字信号线与模拟小信号线之间加地线隔离。
接地处理不当，噪声通过公共阻抗影响敏感电路部分。为了防止公共阻抗将电源噪声引入信号回路，要注意如下几点：接地上
避免带噪声的大电流流过前级小信号地;单点接地，电源、模拟、数字电路分开接地;布板使用地平面层，最小化地线阻抗;开关
电源输出从最后一个滤波电容的地端引出电源地，避免从滤波电感前的电容的地端引出。
开关管漏极开关电压驱动的位移电流，通过初次级分布电容，次级电路，次级对大地与杂散电容，大地与初级地之间的杂散电
容形成环路，次级模拟电路中流过的共模电流流过不平衡的阻抗转换成差模，对放大电路造成干扰(如图6)。共模方式引入的
干扰一般为开关噪声中的高频分量(数MHz以上)。措施主要有如下三点：提供一条从开关电源次级地返回初级地的低阻抗噪声
旁路通道，通常使用1000p~2200p的安规电容;使用共模扼流圈加强开关电源的输出的共模滤波;使用隔离技术，最小化回路中
的共模电流。
通过空间磁场耦合到具有一定环路面积的信号回路或地线环中，造成对信号的影响。另外来自开关电源或市电网络的高频干扰
可能通过空间杂散电容直接耦合到信号回路。设计中的考虑包括：合理的布局、调整电感线圈或变压器放置方向、优化布线，
减小关键信号的回路面积，避免形成地环路可以减小干扰;双面或单面板布线，注意信号线和地线，电源线与地线一定要贴近
平行走线;使用1000p电容射频多点接地，可以兼顾EMC和低频信噪比的需求;对敏感电路加屏蔽，注意屏蔽层连接到被保护信
号的参考地;走线设计上注意电源线不要和信号线捆扎在一起。
小结
在运放电路设计中降低电源噪声的主要措施包括：
通过去耦、滤波等措施降低电源输出的纹波和噪声成分。
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