运算放大器噪声：信号路径中何时有电阻？

对于何时将电阻视为信号路径，何时将其视为运算放大器噪声计算，我感到困惑。例如，采用以下电路：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在道格拉斯·塞尔夫（Douglas Self）的书中发布了一个非常相似的电路，他提到信号路径中（同相输入上）唯一的电阻是100ohm电阻R3，因此R1和R2不会产生噪声。据我了解，电阻器可以建模为与噪声发生器串联的理想或无噪声电阻器，因此我认为例如，如果我用给出的噪声发生器代替R1 如果串联R1，则该噪声发生器应通过运算放大器的噪声增益进行放大。那么为什么R1和R2不在信号路径中？$\sqrt{4KTBR}$

作者还提到了以下电路，它是一个简单的反相放大器，其同相输入端带有一个电阻，用于补偿偏置电流。

^{模拟该电路}

在这种情况下，作者提到了电阻R3会引起噪声，因此我不明白，在两个电路中，都有一个电阻连接至同相输入，但是在第一个电路中，它不会产生噪声，但会在噪声中产生噪声。第二个电路，那么我如何知道电阻何时（在信号路径中）产生噪声，何时不产生噪声？它似乎不是很直观。

编辑：我模拟了第一个电路并进行了噪声分析，我发现如果R3的值很小，那么改变R1或R2的值不会影响噪声输出，并且噪声仅取决于R3（加上反馈电阻）我只是关注同相输入），但是如果R3不小，那么R1或R2的值确实会影响噪声输出，但是，我相信这是因为分压器效应是在衰减第一电阻器R3的噪声，不是因为R1或R2对总噪声输出有所贡献，所以是的，要加重混淆，似乎只有R3在同相输入的信号路径中，并且R1和R2对输出没有任何热噪声，我不明白这一点。做一个更简单的模拟，

我还模拟了第二个电路，实际上，如果改变其值，（第二个电路的）R3确实会影响噪声输出。因此，我的观察结果是：当用作同相放大器时，同相输入中的分流电阻不会产生噪声，而用作反相放大器时，同相输入中的电阻会导致噪声。

所有电阻都会产生噪声。更仔细地看电路，我注意到两件事。

1. R1和R2的噪声源遇到一个很大的分频器，从而为其噪声提供了约60dB的衰减。
2. 这些噪声源会遇到一个非常强大的低通滤波器，从而进一步降低其噪声频谱。

但这与“位于信号路径中”无关，如果R3较大而电容器较小，则它们的噪声贡献将占主导地位，同时保持相同的拓扑和频率响应。

“处在信号路径中”充其量是某种助记符设备，可引导您进行正确的设计选择（即，使R3变小），但它不是电路分析工具。

当电阻器位于“信号路径”中时，实际上意味着电阻器和信号都受到相同的影响，在设计中您无法采取任何措施来降低也不会影响信号的噪声。因此，您应该使噪声贡献尽可能小，或者完全避免。

我设计了低噪声电路，其中一些主要的噪声源是电流源晶体管，它们在差分对的尾部（在IC的对角）偏置晶体管。确实没有比“信号路径”更远的东西。

在第一个电路中，由于C1足够高，我们可以将其假定为短路：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

您可以使用以下任一种来对电阻建模：

• 带有噪声发生器电压源的无噪声电阻器，
• 或与噪声发生器电流源并联的无噪声电阻器。

因此，如果我们用第二个模型替换R2和R1，我们将看到总噪声发生器电流源n1 + n2将看到一个沉重的低通滤波器（C2 = 100nF＆R2 || R1 = 69k，产生f _C = 23Hz）：

^{模拟该电路}

因此，噪声很可能会被滤除（请记住，并行RC滤波器仅在由电流源驱动时才起作用）。

在第二个电路中，如果将电阻替换为噪声模型，则会看到没有滤波。也许这就是为什么噪声完全反射到输出的原因。