オペアンプで作ったいろいろな帰還形回路のノイズゲインをまとめてみました。

　結局のところ、位相余裕はノイズゲインで見ると判明しますので、非反転やトランスインピーダンス・アンプなども、そのノイズゲインを参考に考えれば良いことになります。

　ゲインとノイズゲインを対比して記載します。

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ゲイン      ：INからOUTまでの電圧増幅度，もしくはトランスインピーダンス・ゲイン
ノイズゲイン：アンプの内部における入力換算ノイズがOUTに出てくるまでの電圧増幅度　→系の安定度（位相余裕）はこのノイズゲインのボーデ線図から判断すれば良い．
（ただし，いずれも低周波に於いて。以下の記述は高周波でのＬやＣの影響は加味していません）

 

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１．ボルテージ・フォロワ

　ゲイン　Gfb=1
　ノイズゲイン　Gng=１

 

２．非反転アンプ

　ゲイン　Gfb=1+Rf/Rs
　ノイズゲイン　Gng=1+Rf/Rs

 

３．反転アンプ

　ゲイン　Gfb= - Rf/Rs
　ノイズゲイン　Gng=1+Rf/Rs

 

４．ノイズゲイン・コントロールド・ボルテージ・フォロワ

　ゲイン　Gfb=１
　ノイズゲイン　Gng=1+Rf/Rs

 

＜ゲインの計算＞ 　 　　 Vo = V1･(1+Rf/Rs) – V2･(Rf/Rs) ここで，ノイズゲイン・コントロールド・ボルテージ･フォロワはV1=V2と考えられるので，上式は Vo = V1( 1 +Rf/Rs – Rf/Rs) =V1 よって，ゲインGfb=Vo/V1=1

 

 

５．ノイズゲイン・コントロールド・非反転アンプ

　ゲイン　Gfb=1+Rf/Rb
　ノイズゲイン　Gng=1+Rf/Rp　ただしRp=Rb//Rs

 

＜ゲインの計算＞ 　　　 Rp = Rs // Rb　とする． Vo = V1･(1 + Rf/Rp ) – V2･(Rf/Rs) ここで，ノイズゲイン・コントロールド・非反転アンプはV1=V2なので， Vo = V1{1 + Rf･(Rs+Rb)/(Rs･Rb) – Rf/Rs}    =V1[1 + Rf･{(RS+Rb)/(Rs･Rb) – Rb/(Rs･Rb)}]    =V1[1 + Rf{Rs/(Rs･Rb)}]    =V1(1+ Rf/Rb) よって，ゲイン Gfb=Vo/V1=1+Rf/Rb

 

６．ノイズゲイン・コントロールド・反転アンプ

　ゲイン　Gfb= - Rf/Rg
　ノイズゲイン　Gng= 1+ Rf/Rp 　ただしRp=Rb//Rs

 

７．トランスインピーダンス･アンプ

　トランスインピーダンス・ゲイン　Gti= Rf　[Ω]
　ノイズゲイン　Gng= 1 [倍]

 

 

８．ノイズゲイン・コントロールド･トランスインピーダンス・アンプ

　トランスインピーダンス・ゲイン　Gti= Rf　[Ω]
　ノイズゲイン　Gng=1+Rf/Rs [倍]

 

９．反転型加算アンプ

　各入力からのゲイン　Gsn =　-Rf/Rsn　[倍]
　ノイズゲイン　Gn = 1 + Rf/Rs　[倍]
　　　　　　　　　ただし、
　 ※つまり加算アンプは各入力からのゲインを固定した場合、加算数を増やすほどRsが小さくなりノイズゲインが上がり、帯域が落ちる。

 

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