¿Cómo se traza en LTspice un análisis de CA de la ganancia de ruido de un circuito de amplificador operacional?
Esta pregunta es continuación de otra anterior: ¿Qué es realmente la ganancia de ruido? ¿Y cómo se determina en el caso general?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Trazar la ganancia de ruido de un circuito de amplificadores operacionales no es demasiado complicado si es lo único que quieres. Basta con insertar una fuente de tensión de CA en el terminal no inversor, eliminar (cortocircuitar) cualquier otra fuente de señal y realizar un análisis de CA.
Para un circuito amplificador no inversor simple, esto consiste simplemente en cambiar la fuente de señal a una fuente de CA y trazar V(out)/V(v+) . Si se utiliza una amplitud de CA de 1, es simplemente V(out) .
El trazo violeta de abajo se superpone exactamente al trazo amarillo de abajo, lo que demuestra que el más simple V(out) es equivalente cuando la señal de prueba es AC 1.
Si el \$+\$ está conectado a tierra, como ocurre en un circuito amplificador inversor, basta con insertar el terminal V_test fuente de señal entre el \$+\$ terminal y tierra.
Las cosas se complican cuando queremos trazar otra ganancia al mismo tiempo. Sin embargo, si queremos trazar la ganancia de ruido frente a la ganancia de bucle, podemos aprovechar la relación entre ambas:
\begin{align} \\ NG & = \frac{A_o}{1 + A_o\beta} \\ \\ LG & = A_o\beta \\ \\ NG & = \frac{A_o}{1 + LG} \end{align}
Expresiones para ambos \$A_o\$ y \$LG\$ están disponibles en un análisis de ganancia de bucle:
\$A_o\$ : V(out) / (V(v+) - V(v-))
\$LG\$ : V(fb) / V(v-)
Combinándolos obtenemos esta expresión (nótese el signo menos en el denominador para tener en cuenta la aplicación al terminal inversor):
\$NG\$ : (V(out) / (V(v+) - V(v-))) / (1 - (V(fb)/V(v-)))
Con esta expresión podemos representar la ganancia de ruido (cian) en el mismo gráfico que la ganancia de bucle (violeta) y la ganancia de bucle abierto (amarillo). Ten en cuenta que los cortos SPICE V_sig durante este .AC análisis; V_sig puede omitirse (cortocircuitarse) si se desea sin afectar al trazado.
Nota sobre la configuración del análisis de ganancia de bucle: En AC 1 proporciona la perturbación en la entrada inversora de alta impedancia. La respuesta del bucle aparece en su otro lado, el nodo etiquetado como fb . La ganancia del bucle se representa con la expresión V(fb)/V(v-) en un .AC análisis.
