Навіщо використовувати ЛНА в генераторі шуму?


14

У цьому додатку Максим лавиновий шум стабілітрону підсилюється двома каскадними МШП (низькошумними підсилювачами):

генератор білого шуму

Ви можете здогадатися, у чому моє запитання: навіщо використовувати підсилювачі з низьким рівнем шуму, якщо ви хочете в першу чергу шум? Чи не звичайні opamps не видають білий шум?


5
Операційні підсилювачі, безумовно, видають шум, але він ні в якому разі не може бути білим . Підсилюючи джерело, яке, як відомо, є білим, ви можете бути впевнені, що це справді білий шум.
Коннор Вольф

Відповіді:


12

Більшість шумів в opamps, таких як тепловий шум і шум Шоткі ( шум "пострілу") є білим , тобто має плоский спектр, але, наприклад, шум мерехтіння (aka 1 / f шум) не є. У MAX2650 загальний рівень шуму - як білий, так і кольоровий.

Але навіть якщо загальний шум близький до білого, можуть бути й інші причини не вибирати підсилювач, і вони не завжди є технічними.
Примітки щодо застосування виробниками не просто пропонують клієнту послугу . Вони також / в основному рекламні засоби, щоб розмістити продукцію виробника в центрі уваги. Можливо, хлопці з маркетингу Maxim подумали, що MAX2650 не приділяє достатньої уваги.


подальше читання :
Цей документ TI розповідає більше про шум у opamps.


8

Немає гарантії, що є абсолютно гарна відповідь. Це «ідея дизайну» і, здається , вона може бути заснована на ідеї в журналі схеми. Міркування дизайнера не гарантовано є святим писанням

АЛЕ

Завдання полягає у використанні джерела шуму, який максимально забезпечує справді випадковий шум. Він зазначає, що

  • В межах даного діапазону струму джерела потужність шуму змінюється досить випадковим чином в межах ± 1 дБ. Схоже, у явищах руйнування діода ценерів шум лавини переважає над іншими джерелами шуму, такими як шум від пострілу (пропорційний поточному), мерехтливий шум та тепловий шум.

Підсилювач не буде мати лавинний шум як домінуюче джерело шуму.

Його цифра 2 (скопійована внизу) надалі доводить суть.

  • Нижня крива - це системний вихід з відключеним живленням.
  • Середня крива (зростаюча амплітуда зі збільшенням частоти) - це система з потужністю на підсилювачах, але не на стабілітроні.
  • Крива верху (падаюча амплітуда зі збільшенням частоти) - це вихід із активним джерелом шуму.

Вихідний спектр генератора білого шуму

Можливо, найкращий результат дається при відключенні живлення, але амплітуда на 46 дБ + нижче, ніж кінцевий результат, і джерело погано визначено (у кращому випадку).

Крива тільки підсилювача є такою ж плоскою, як і кінцевий результат (але з протилежним нахилом), але має набагато більше варіацій у вибраних точках та деяких дуже великих екскурсіях (5 або більше шипів 15 дБ +, багато більше 5 дБ + і великий ступінь загальної мінливості. Навряд чи вказівка ​​справжнього джерела білого шуму.

Кінцева крива набагато ближче до плоскої загальної, за винятком загально падаючої величини з частотою, яку можна було б легко компенсувати. Зокрема, існує ряд незначних піків (діапазон від 2 до 5 дБ) на ряді частот, які точно відповідають основним пікам у відповіді підсилювача. Це вказує на те, що вони є атрибутами базової системи, а не джерелом старіння і що недоліки вихідного шуму основного підсилювача обмежують загальну продуктивність - хороший показник того, що пристрої з низьким рівнем шуму виправдані.

Однак, яскраво виражений шип приблизно на 1,3 поділу від 1 МГц, що дає приблизно 20 дБ шип в графіку тільки підсилювача та 10 дБ в кінцевому графіку, говорить про зовнішнє джерело шуму певної величини. Частота становить приблизно 1,3 / 4 = 0,325 шляху від 1 до 10 МГц за логічною шкалою ~~~ = 2,1 МГц. Це може бути частота ІЧ у випробувальній апараті (1,6 МГц?). Аналогічно, високий спектр вузького діапазону з високою величиною в діапазоні 20 МГц - 80 МГц оп-підсилювача дозволяють припустити вимірювання системи або опорні підсилювачі.

Цікаво, що раптова зміна реакції підсилювача тільки в діапазоні 80 - 100 МГц з невеликими шипками шуму і широкою загальною мінливістю ніде не відображається в однаковій мірі в кінцевому виході.

Загалом здається, що шум підсилювача є головним фактором неідеальності кінцевого результату. Якщо спостережувані "помилки" у відповіді підсилювача відняти від кінцевого результату, вийшло б набагато перевершене джерело шуму. Оскільки це вірно з низькими підсилювачами шуму, мабуть, що пристрої з підвищеним рівнем шуму дали б ще гірший результат.


1
Гаразд, я залишу вашу довідку. Але він, швидше за все, буде видалений модом, з тих же причин, що і сиг видалено. Я колись замислювався над тим, щоб додати подібні особисті посилання, але потім подумав, яким стане безладдя, якщо всі та його маленька сестра додадуть такі коди. Тому я цього не роблю. Натомість я зберігаю посилання на своєму ПК із посиланням на відповідь. РУКА!
stevenvh

Щойно з цікавості, яка мета посилання?
drxzcl

1
Модератор - знову "коли його запитують" - ми не всі живемо у вічному зараз, приємно, як це може бути.
Рассел Макмахон

RE "Імовірно, найкращий результат дається при відключеному живленні", це може бути найпластіше з трьох кривих, але це, мабуть, вимірювання вхідного шуму самого аналізатора спектру, тому це не дуже добре, як джерело для тестування інші пристрої.
The Photon

0

вони могли використати будь-який підсилювач для роботи. Шум, що генерується діодом, настільки високий, що надходить до першого підсилювача (~ 40 дБ вище теплового шуму), що "сигнал" (тут потрібний шум) - коефіцієнт шуму вже міцно встановлений, і вибір оп підсилювача не змінюється або забарвити його.


3
З кривих у відповіді Рассела та 18,3 дБ специфічного посилення підсилювачів MAX2650, здавалося б, шум Зенера перед посиленням становить приблизно -86 дБн; або приблизно на 10 дБ вище рівня шуму аналізатора. Як ви малюєте 40 дБ?
The Photon
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.