运放噪声和各部分噪声贡献，斩波对低频噪声抑制效果对比仿真
运放噪声和各部分噪声贡献，斩波对低频噪声抑制效果对比仿真
本文将介绍如何对一个带斩波的折叠共源共栅放大器进行噪声仿真。通过对比带斩波和不带斩波的噪声曲线，展示斩波对低频噪声的抑制效果。
噪声仿真步骤
- 在仿真软件中选择噪声分析（Noise Analysis）：
设置频率范围为1Hz到100MHz，输出噪声选择电压（Voltage），节点选择输出节点和地（GND）。输入噪声可以选择也可以不选，最后点击OK。
在Direct Plot - Main Form中选择噪声（Noise），选择输出噪声（Output Noise），选择开方后的单位V/sqrt(Hz)，可以选择dB20也可以选择幅度Mag值，最后点击Plot。
仿真结果中，绿色曲线表示幅度值噪声，蓝色曲线表示dB值噪声。
观察噪声分布
选择Print - Noise Summary。
在Noise Summary中记录频率为1MHz，填写1M；点击Include All Types，选择所有类型。
在噪声分布的数量内写入想看的最大噪声的前几名，写10就是Top 10噪声贡献的管子。
最后点击OK会打印出噪声贡献部分的MOS管。
从仿真结果可以看出，NMOS7和NMOS8分别贡献最大的噪声，分别是1.1*10^-13，也就是11pV，分别贡献23%的噪声。接下来是PMOS2和PMOS1贡献最大噪声，分别占15%、14%。
可以在电路中找到这四个对噪声贡献最大的MOS管。
斩波对输入噪声的贡献度仿真
由于噪声仿真无法仿真带斩波的情况，需要使用PNoise仿真来观察斩波对噪声的贡献。
点开PSS分析，PSS设置如上图所示。
频率可以自己设置也可以选Auto Calculate，谐波数量Number of Harmonics写10个。
计算精度选择Conservative速度较快。
收敛结束时间可以自己设置也可以选择自动寻找，即Decide Automatically。
最后点击OK。
PNoise仿真设置
扫描类型选择Relative，谐波数量Relative Harmonic写1，带宽起止频率写1到10MHz。
扫描步进选择Logarithmic对数步进，扫描点Points Per Decade写10个点。
边带数量写10个，输出类型写电压型Voltage。
最后噪声类型Noise Type写PM。
最后点击OK。
仿真Run完成后，选择Result进行输出设置，选择PNoise，依次点击PM、Output Noise、V/sqrt(Hz)、SSB，分别设置单位，边带数量，最后Plot。
仿真结果分析
PNoise仿真出来的输出噪声如图所示：
将不带斩波的噪声曲线也plot进图中。此刻图中蓝色为不带斩波的噪声曲线，紫色为带斩波的噪声曲线。
对纵轴点击右键，选择Log Scale。
在10kHz处分别标记，蓝色为未开斩波的噪声，紫色为带斩波的噪声曲线。
可以看出低频时斩波过滤掉了大量的噪声，而在高频处两者噪声基本相同，斩波对高频噪声没有影响。而开斩波后的噪声在低频不是完全平坦的原因，是电路中有部分管子没有被斩波滤掉，所以1Hz到10KHz不如10Khz后平坦。