神秘的运算放大器噪音

我有一个非常好的运算放大器（AD8551），可用来动态放大非常小的信号（2x，10x，100x，1000x增益）。

问题在于，在100倍和1000倍增益下存在明显的噪声水平，并且它具有怪异的常数形状。

如果使用不稳定的电源为电路供电，并在GND处连接放大器的输入，则如图所示，在1000x处会出现较大的噪声电平。

如果我使用更好的稳定电源为电路供电，则在相同波形，但幅度较低的情况下，噪声仍会以1000x出现。无论使用哪种电源，怪异的噪音都不会消失。

由于我的AD8551的PSSR为130 dB，因此我认为用于偏置输入的TL431可能有故障。因此，我将不稳定的电源留给了运算放大器，将更好的电源留给了TL431，但输出却是相同的。稳定TL431阴极电阻上的电压不会发生任何变化。

下图是微控制器及其内部ADC采样的输出。如您所见，输出为1000倍，几乎摆动整个范围。此测试中缺少100x的原因是因为我用100KΩ电阻代替了1MΩR21，而用100Ω电阻代替了1KΩR66，导致放大了1.1倍，2倍，10倍和1000倍。之所以这样做，是因为我担心即使AD8551的输入偏置电流最大为2nA，反馈电阻R21可能太大而无法偏置运算放大器的负输入。这种变化确实略微减小了噪声的幅度。

即使运算放大器的PSRR为130 dB，Vcc是否也必须保持安静？输入偏置是否会导致此问题？

我无法弄清楚，尤其是因为我无法使用示波器。我所拥有的只是保存在SD卡上的微控制器的读数。

尽可能在所有IC的电源引脚附近增加电源去耦电容。一个好的值通常为100nF，但您可能需要仔细检查数据表以了解所使用的各种芯片。通过省去去耦电容来节省金钱是一个糟糕的设计选择。瓶盖很便宜，故障排除/重新设计的时间也很昂贵。

看起来像电源嗡嗡声。（我假设图形上的注释显示您在采集过程中正在改变输入增益，因此正弦波不连续）。

现在我们不知道：

• 观察到的“正弦”波的周期
• ADC采样率
• 您的电源频率，但是您可以这样做，因此，如果这是一个可能的假设，则可以算出。

例如，如果您在50Hz主电源国家/地区以50Hz采样，并且看到低于0.5Hz的频率，则可能是您将主电源嗡嗡声混叠至所观察的频率。

考虑到高输入阻抗运算放大器输入，它们看起来像是静电耦合的目标，而不是磁性的。

现在，在哪个输入上？

如果卸下传感器并将输入接地短路，噪声会消失吗？然后必须更仔细地屏蔽传感器连接。或者，您需要在传感器处使用一个缓冲放大器来减小传感​​器的输出阻抗。

如果噪声仍然存在：将R21减小到100k，将R66减小到100欧姆。这是否使噪声衰减了十倍？如果是这样，那就是负输入。由于两个输入都是相当高的阻抗点，因此两个输入都有可能吸收噪声。

您可以通过以下方法减少静电拾取：通过实验，将放大器用锡箔纸包围（并将锡箔纸接地到放大器的地面）

尽管我无法从您的情节中得知发生了什么，但我建议以下几点。

每当您构建一个放大器电路（例如您的放大器电路）时，提供一些高频反馈都是非常明智的。为此，在R21上放一个小盖。通常，10 pF就足够了。这将在Omega = 1 /（R21 * C）时产生低通响应，但这通常不是问题。

您需要这个电容来抵消同相端子上的寄生电容。