Po co używać LNA w generatorze hałasu?


14

W tej przypisie Maxima szum lawinowy diody Zenera jest wzmacniany przez dwa kaskadowe LNA (wzmacniacze niskoszumowe):

generator białego szumu

Możesz zgadnąć, jakie jest moje pytanie: po co używać wzmacniaczy o niskim poziomie szumów, jeśli chcesz przede wszystkim hałas? Czy zwykłe opampy nie wytwarzają białego szumu?


5
Wzmacniacze operacyjne z pewnością wytwarzają szum, ale w żadnym wypadku nie mogą być białe . Wzmacniając źródło, o którym wiadomo, że jest biały, możesz być pewien, że to naprawdę biały szum.
Connor Wolf,

Odpowiedzi:


12

Większość szumów w opampach, takich jak szum termiczny i szum Schottky'ego („strzał”) jest biały , tj. Ma płaskie spektrum, ale na przykład szum migotania (inaczej szum 1 / f) nie. MAX2650 będzie generował mniejszy hałas , zarówno biały, jak i kolorowy.

Ale nawet jeśli ogólny hałas jest bliski bieli, mogą istnieć inne powody, aby nie wybierać opampa, i nie zawsze są one techniczne.
Notatki aplikacyjne od producentów służą nie tylko zaoferowaniu klientowi usługi . Są również / głównie pojazdem promocyjnym , który umieszcza produkty producenta w centrum uwagi. Może marketingowcy z Maxim uważali, że MAX2650 nie przyciąga wystarczającej uwagi.


dalsze czytanie :
Ten dokument TI mówi więcej o hałasie w opamps.


8

Nie ma gwarancji, że odpowiedź jest całkowicie dobra. To „pomysł na projekt” i wygląda na to, że mógł być oparty na pomyśle z obwodu magazynowego. Argumentacja projektanta nie jest gwarantowana jako święte pismo

ALE

Celem jest wykorzystanie źródła hałasu, które w możliwie największym stopniu zapewnia prawdziwie przypadkowy szum. Zauważa to

  • W tym zakresie prądu źródła energia szumu zmienia się dość losowo w zakresie ± 1dB. Wydaje się, że w zjawiskach rozpadu diody Zenera szum lawinowy dominuje nad innymi źródłami hałasu, takimi jak hałas strzałowy (proporcjonalny do prądu), migotanie i szum termiczny.

Wzmacniacz operacyjny nie będzie miał szumu lawinowego jako dominującego źródła hałasu.

Jego rycina 2 (skopiowana poniżej) dalej wskazuje na to.

  • Dolna krzywa przedstawia moc wyjściową systemu przy wyłączonym zasilaniu.
  • Krzywa środkowa (rosnąca amplituda wraz ze wzrostem częstotliwości) to układ z mocą na opampach, ale nie na zeneru.
  • Krzywa górna (amplituda opadania wraz ze wzrostem częstotliwości) jest wyjściem przy aktywnym źródle szumu Zenera.

Widmo wyjściowe generatora szumu białego

Prawdopodobnie najlepszy wynik daje się przy wyłączonym zasilaniu, ale amplituda jest o 46 dB + niższa niż wynik końcowy, a źródło jest źle zdefiniowane (w najlepszym wypadku).

Krzywa tylko wzmacniacza operacyjnego jest ogólnie płaska jak wynik końcowy (ale z przeciwległym nachyleniem), ale ma znacznie większą zmienność w wybranych punktach i niektóre bardzo duże wychylenia (5 skoków o wartości 15 dB +, wiele więcej o 5 dB + i duży stopień ogólnej zmienności Prawie nie oznacza prawdziwego źródła białego szumu.

Ostateczna krzywa jest ogólnie znacznie bliższa płaskiemu, z wyjątkiem ogólnie malejącej wielkości z częstotliwością, którą można łatwo skompensować. Warto zauważyć, że istnieje szereg niewielkich pików (zakres od 2 do 5 dB) przy wielu częstotliwościach, które odpowiadają dokładnie głównym pikom w odpowiedzi tylko wzmacniacza operacyjnego. Wskazuje to, że są to atrybuty podstawowego systemu, a nie źródła Zenera, i że wady wyjściowego szumu podstawowego wzmacniacza ograniczają ogólną wydajność - dobry wskaźnik, że urządzenia o niskim poziomie hałasu są uzasadnione.

To powiedziawszy, wyraźny skok w odległości około 1,3 podziału od 1 MHz, co daje skok około 20 dB na wykresie tylko wzmacniacza operacyjnego, a skok 10 dB na wykresie końcowym sugeruje zewnętrzne źródło szumu o pewnej wielkości. Częstotliwość wynosi około 1,3 / 4 = 0,325 na drodze od 1 do 10 MHz w skali logarytmicznej ~~~ = 2,1 MHz. Może to być częstotliwość IF w aparacie testowym (1,6 MHz?). Podobnie, wysokie wartości szczytowe wąskiego zakresu w zakresie 20 MHz - 80 MHz tylko we wzmacniaczu operacyjnym sugerują fałszywe reakcje systemu pomiarowego lub wzmacniacza operacyjnego.

Co ciekawe, nagła zmiana odpowiedzi tylko wzmacniacza operacyjnego w zakresie 80–100 MHz z kilkoma skokami szumów i szeroką ogólną zmiennością nie znajduje odzwierciedlenia w żadnym innym stopniu w końcowej mocy wyjściowej.

Ogólnie wydaje się, że szum wzmacniacza operacyjnego jest głównym czynnikiem nieidealności ostatecznego wyniku. Gdyby zaobserwowane „błędy” w odpowiedzi wzmacniacza operacyjnego zostały odjęte od wyniku końcowego, powstałoby znacznie lepsze źródło szumu. Ponieważ jest to prawdą w przypadku wzmacniaczy operacyjnych o niskim poziomie szumów, wydaje się prawdopodobne, że urządzenia o wyższym poziomie hałasu osiągnęłyby jeszcze gorszy wynik.


1
OK, zostawię twoją referencję. Ale prawdopodobnie zostanie usunięty przez mod, z tych samych powodów, dla których sig jest usuwany. Kiedyś myślałem o dodaniu takich osobistych referencji, ale potem pomyślałem, co stanie się z bałaganem, jeśli wszyscy i jego młodsza siostra dodadzą takie kody. Więc tego nie robię. Zamiast tego zachowuję odniesienie na moim komputerze z linkiem do odpowiedzi. DŁOŃ!
stevenvh

Właśnie z ciekawości, jaki jest cel tego odniesienia?
drxzcl

1
Moderator - ponownie „zapytany” - nie wszyscy żyjemy teraz w wieczności, choć może to być miłe.
Russell McMahon

RE „Prawdopodobnie najlepszy wynik daje się przy wyłączonym zasilaniu”, może to być najbardziej płaski z trzech krzywych, ale prawdopodobnie jest to pomiar szumu wejściowego samego analizatora widma, więc nie jest zbyt dobry jako źródło do testowania inne urządzenia.
Photon

0

mogliby użyć dowolnego wzmacniacza operacyjnego do wykonania tej pracy. Generowany szum diody jest tak wysoki, że wchodzi do pierwszego wzmacniacza operacyjnego (~ 40dB powyżej szumu termicznego), że stosunek „sygnał” (tutaj pożądany szum) do szumu jest już ustalony i żaden wybór wzmacniacza operacyjnego nie zmieni się lub pokoloruj to.


3
Na podstawie krzywych w odpowiedzi Russella i wzmocnienia o wartości 18,3 dB we wzmacniaczach MAX2650 wydawałoby się, że szum Zenera przed wzmocnieniem wynosi około -86 dBn; lub około 10 dB powyżej poziomu szumu analizatora. Jak oceniasz 40 dB?
Photon
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.