可編程增益跨阻放大器使光譜系統(tǒng)的動態(tài)范圍達到最大（三）

　　如果在跨阻放大器之后添加一個PGA，輸出端的噪聲將是PGA噪聲加上TIA噪聲乘以額外增益的和。例如，假設應用需要1和10的增益，使用總輸入噪聲密度為10 nV/√Hz的PGA，那么PGA造成的輸出噪聲將是10 nV/√Hz或100 nV/√Hz。

　　要計算系統(tǒng)的總噪聲，同樣可以對TIA的噪聲貢獻和PGA的噪聲貢獻求和方根，如表3所示。本例假設PGA包括一個34 kHz濾波器?？梢钥吹剑鲆鏋?0時，TIA的噪聲貢獻乘以PGA增益后出現(xiàn)在PGA的輸出端。

　　正如我們所預期的，PGA以10倍增益工作與PGA以1倍增益工作相比，輸出噪聲略大于10倍。

　　單增益級的噪聲優(yōu)勢

　　另一種方法是使用具有可編程增益的跨阻放大器，徹底消除PGA級。圖9顯示了具有兩個可編程跨阻增益（1 MΩ和10 MΩ）的理論電路。各跨阻電阻需要自己的電容來補償光電二極管的輸入電容。為與上例保持一致，兩種增益設置下的信號帶寬仍為34 kHz。這意味著，應選擇一個0.47 pF電容與10 MΩ電阻并聯(lián)。這種情況下，使用1 MΩ電阻時的輸出電壓噪聲與公式12相同。使用10 MΩ跨阻增益時，較大的電阻導致較高的約翰遜噪聲、較高的電流噪聲（此時的電流噪聲乘以10 MΩ而不是1 MΩ）和較高的噪聲增益。同理，三個主要噪聲源為：

　　（14）

　　（15）

　　（16）

　　（17）

　　（18）

　　總輸出噪聲為：

　　（19）

　　在輸出端添加一個帶寬為34 kHz的單極點RC濾波器可降低噪聲，系統(tǒng)總噪聲為460 μVrms。由于增益較高，fp2 更接近信號帶寬，因此降噪效果不如使用1 MΩ增益那樣顯著。

　　表4是兩種放大器架構(gòu)的噪聲性能小結(jié)。對于10 MΩ的跨阻增益，總噪聲比兩級電路低大約12%。