オペアンプのノイズゲインとは？

質問

帰還率βの逆数らしいのですが、そのように定義される理由等が判りません。ぐぐってみましたが、今ひとつわかりませんでした。説明頂くか、掲載されているＵＲＬを教えて下さい。

回答No.3

bogen555 · ベストアンサー

A#１，２に付け加えると，
> 普通のゲインと同じですね
多入力の加減算器では普通のゲインと帰還率βは異なります．
また，Ｔ型帰還では帰還率βの計算は面倒になります．
更に，ここの「図3. 双方向電流源」のように正帰還併用だとノイズゲインの計算は面倒です．
http://www.analog.com/static/imported-files/jp/application_notes/AN106jp.pdf

ここには普通のゲインは変えずにノイズゲインを大きくして安定なアンプを作る手法が紹介されています．
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/jaja130/jaja130.pdf

回答No.2

inara1

＞普通のゲインと同じですね
ノイズ源のところを信号源に置き換えると非反転増幅回路と同じになりますね。1/β= 1 + R2/R1 ですから、信号のゲインと同じです。

今は電圧ノイズしか考えていませんが、オペアンプのノイズには、バイアス電流がランダムに変化する電流ノイズもあります。この他に、帰還抵抗の熱雑音も加わります。オペアンプ回路のノイズについては以下の解説が詳しいです。

ノイズとオペアンプ回路　http://www.analog.com/static/imported-files/jp/application_notes/91559174AN_358.pdf

お礼

ＵＲＬの紹介ありがとうございます。
内容を順次確認していますが、式（４）のＺｆはどこから来たのでしょうか？

回答No.1

inara1

ノイズゲインとは、オペアンプの入力換算ノイズに対する電圧利得のことです。
添付図のように、オペアンプの入力端子に振幅 Vn のノイズ源がついているとき、それが増幅されて Vout に出てきますが、その比 Vout/Vn をノイズゲインと言います。実際には、オペアンプのノイズは内部の至る所で発生していて、それが増幅されて出力に出てくるのですが、それを、ノイズのないオペアンプの入力端子に１つのノイズ源だけがついているとしたのが添付図の回路です。

ノイズゲインの計算方法は添付図に書いてありますが、正確な式は
　　　ノイズゲイン = 1/( 1/Ao + β )
です。オペアンプのオープンループ利得 Ao が非常に大きく、帰還率の逆数1/βより充分大きい場合は、Ao >> 1/β　ということですが、この両辺の逆数をとると、大小の符号が逆になって 1/Ao << β となるので、上式の 1/Ao は無視できて、ノイズゲインは 1/β　と近似できます。

オープンループ利得 Ao は周波数によって変わるので、ノイズゲインも周波数依存があります。

お礼

ありがとうございます。
よく見ると、普通のゲインと同じですね。ノイズゲインの本質的な現象ももっと勉強せねばなりません。