噪聲和失真這兩個問題一直在設計高精度模擬系統時跳出來令工程師們大傷腦筋。當我們要找出問題查看一個運算放大器數據表中的總諧波失真和噪聲 (THD+N) 數值時，可能一時半會還搞不清楚到底是噪聲還是失真出現了問題，那么有沒有方法可以很好的解決呢，有！接下來我們就來談談這個問題。

“噪聲”是由放大器產生的隨機電信號。“失真”是由放大器引入的有害諧波。諧波是頻率為輸入信號頻率整數倍的信號。總諧波失真和噪聲技術規格通過比較失真諧波的電平 (Vi) 和RMS噪聲電壓 (Vn) 與輸入信號的電平 (Vf) 來量化這些因素，使用的方程式如下：

在OPA316的數據表中，這條曲線顯示了針對多個配置和輸出負載，在頻率范圍內測得的THD+N。雖然圖中有顯示，但是我們還是沒有辦法馬上知道是不是噪聲或失真諧波是否對THD+N有很的影響。接下來繼續探究，我們將通過計算得出噪聲對測量結果產生的影響。

1.簡化THD+N計算來去除失真項。

用方程式來近似計算一個基本運算放大器電路的RMS噪聲電壓：

AN 是“噪聲增益”，eN是運算放大器寬帶電壓噪聲頻譜密度，而BWN是測量噪聲時的帶寬。噪聲增益，或者看成是放大器增加的其固有噪聲，始終在運算放大器的非反向輸入上測得。當運算放大器被用作非反向放大器時，這種方法方便快捷；信號增益與噪聲增益是一樣的。但是對于反向放大器來說。每個噪聲增益會在信號增益幅值上+1。

OPA316有一個11nV/√Hz的寬帶輸入電壓噪聲頻譜密度，測量帶寬的額定值為80kHz。對于非反向放大器 (G = +1)，RMS噪聲電壓大約為：

反向放大器（增益 = -1），RMS噪聲電壓為：

使用下圖給出的輸出幅值信息來計算這兩個配置中噪聲對THD+N測量值的影響：

非反向 (G = +1)：

反向 (G = -1)：

低頻下 (<500Hz) 測得的THD+N和這些計算出來的值與密切對應。可以看出，測量值幾乎完全由運算放大器的噪聲決定。因為輸入信號的頻率不影響噪聲電壓，噪聲優勢頻率上的THD+N測量值在是扁平的。

多個配置中，OPA316運行在1kHz時，THD+N與輸出幅值之間的關系

另一方面，失真諧波的幅值會隨著信號幅值的變化而變化。一旦曲線偏離恒定向下傾斜，這就說明失真諧波正在影響THD+N測量值。

針對低噪聲的電路設計具有噪聲不斷增加的不良反應。具有低值反饋電阻器的非反向運算放大器可以提供特別低的噪聲，但是額外的負載和共模電壓會增加高頻失真。了解噪聲或失真是否會限制系統性能在工程設計完整的上十分重要。了解一些運算以及能夠看懂數據表THD+N圖，很快就可以清楚到底是噪聲還是失真出現了問題。