Neden bir gürültü üretecinde LNA'lar kullanılır?


14

Olarak bu Maxim appnote bir zener diyot çığ gürültü için iki kademeli LNA'lar (düşük-gürültü amplifikatör) ile amplifiye edilir:

beyaz gürültü jeneratör

Sorumun ne olduğunu tahmin edebilirsiniz: İlk etapta gürültü istiyorsanız neden düşük gürültülü amplifikatörler kullanıyorsunuz? Sıradan opamps beyaz gürültü üretmiyor mu?


5
Op amplifikatörler kesinlikle gürültü üretir, ancak hiçbir şekilde beyaz olamaz . Beyaz olduğu bilinen bir kaynağı güçlendirerek , gerçekten beyaz gürültüsü olduğundan emin olabilirsiniz.
Connor Wolf

Yanıtlar:


12

Termal gürültü ve Schottky gürültüsü ("atış" gürültüsü) gibi opamplardaki çoğu gürültü beyazdır , yani düz bir spektruma sahiptir, ancak örneğin titreşim gürültüsü (aka 1 / f gürültü) değildir. MAX2650 genel olarak hem beyaz hem de renkli daha düşük gürültüye sahip olacaktır .

Ancak genel gürültü beyaza yakın olsa bile, bir opamp seçmemenin başka nedenleri olabilir ve her zaman teknik değildirler. Üreticilerin
uygulama notları sadece müşteriye bir hizmet sunmak değildir . Ayrıca / esas olarak üreticinin ürünlerini spot ışıklara yerleştirmek için bir promosyon aracıdır. Belki Maxim'deki pazarlama adamları MAX2650'nin yeterince ilgi görmediğini düşündü .


daha fazla okuma :
Bu TI belgesi size opamplardaki gürültü hakkında daha fazla bilgi verir.


8

Tamamen iyi bir cevap olduğu garantisi yok. Bu bir "tasarım fikri" ve o göründüğü edebilir bir dergi devre fikrine dayanmaktadır edilmiştir. Tasarımcının gerekçesinin kutsal yazı olduğu garanti edilmez

FAKAT

Amaç, mümkün olduğunca gerçekten rastgele gürültü sağlayan bir gürültü kaynağı kullanmaktır. Bunu not eder.

  • Bu kaynak akımı aralığında, gürültü gücü ± 1dB içinde oldukça rasgele değişir. Zener diyot kırılma olaylarında, çığ gürültüsü, atış gürültüsü (akımla orantılı olan), titreşim gürültüsü ve termal gürültü gibi diğer gürültü kaynaklarına hakimdir.

Bir op amplifikatörün baskın bir gürültü kaynağı olarak çığ gürültüsü olmayacaktır.

Şekil 2 (aşağıda kopyalanmıştır) daha da önem vermektedir.

  • Alt eğri, tüm güç kapalıyken sistem çıkışıdır.
  • Orta eğri (artan frekansla birlikte artan genlik) opamps üzerinde gücü olan ancak zener üzerinde olmayan sistemdir.
  • Üst eğri (artan frekansla düşen genlik), zener gürültü kaynağı aktifken çıktıdır.

Beyaz gürültü üreteci çıkış spektrumu

Muhtemelen en iyi sonuç tüm güç kapalıyken verilir, ancak genlik nihai sonuçtan 46 dB + daha düşüktür ve kaynak kötü tanımlanmıştır (en iyi ihtimalle).

Sadece op-amp eğrisi nihai sonuç kadar düzdür (ancak zıt eğimde), ancak seçilen noktalarda çok daha fazla varyasyona ve bazı çok büyük gezilere (15 dB + 5 veya daha fazla artış, birçok 5 dB + ve büyük genel değişkenlik derecesi: Gerçek bir beyaz gürültü kaynağının pek bir göstergesi değildir.

Nihai eğri, kolayca telafi edilebilecek frekansla genellikle düşen bir büyüklük dışında, genel olarak daireye çok daha yakındır. Özellikle, sadece op amp yanıtında büyük piklere tam olarak karşılık gelen bir dizi frekansta bir dizi küçük pik (2 ila 5 dB aralığı) vardır. Bu, bunların temel sistemin özellikleri olduğunu ve zener kaynağının özellikleri olmadığını ve genel performansı sınırlayan temel amplifikatörün gürültü çıkış eksiklikleri olduğunu gösterir - düşük gürültülü cihazların haklı olduğunu gösteren iyi bir gösterge.

Bununla birlikte, sadece op-amp grafiğinde yaklaşık 20 dB'lik bir artış ve son komploda 10 dB'lik bir artış veren 1 MHz'den yaklaşık 1.3 bölünmede belirgin başak, bir miktar harici gürültü kaynağı olduğunu gösterir. Frekans, log ölçeğinde 1 ila 10 MHz arasında yaklaşık 1.3 / 4 = 0.325'tir ~~~ = 2.1 MHZ. Bu test cihazında bir IF frekansı olabilir (1.6 MHz?). Benzer şekilde, sadece 20 Mhz - 80 MHz op-amp aralığındaki yüksek büyüklükteki dar aralık artışları, ölçüm sistemi veya op-amp sahte yanıtlar önerir.

İlginç bir şekilde, op-amp 80 tek tepki ani değişiklik - birkaç ses zirveleri ve geniş genel değişkenlik 100 MHz aralığında olan olmayan son çıkış yerinde aynı ölçüde yansıtılır.

Genel olarak, op-amp gürültüsünün nihai sonucun ideal olmamasında önemli bir faktör olduğu görülmektedir. Eğer op amp tepkisinde gözlenen "hatalar" nihai sonuçtan çıkarılırsa, çok daha üstün bir gürültü kaynağı üretilecektir. Bu, düşük gürültülü op amperlerde doğru olduğu için, daha yüksek gürültülü cihazların daha da kötü bir sonuç vermesi muhtemel görünmektedir.


1
Tamam, referansınızı bırakacağım. Ancak aynı nedenlerden dolayı bir sig kaldırıldığında bir mod tarafından kaldırılacaktır. Bir keresinde böyle kişisel referanslar eklemeyi düşündüm, ama sonra herkes ve küçük kız kardeşi böyle kodlar ekleyecek olsaydı, karışıklık gönderilerinin ne olacağını düşündüm. Yani yapmıyorum. Bunun yerine, cevabın bağlantısını içeren referansı bilgisayarımda saklıyorum. EL!
stevenvh

Sadece meraktan, referansın amacı nedir?
drxzcl

1
Moderatör - yeniden "sorulduğunda" - hepimiz sonsuzda yaşamıyoruz, olabildiğince güzel.
Russell McMahon

RE "Muhtemelen en iyi sonuç tüm güç kapalıyken verilir", üç eğrinin en düzü olabilir, ancak muhtemelen spektrum analizörünün kendisinin giriş tarafından yönlendirilen gürültüsünün bir ölçümüdür, bu yüzden test için bir kaynak olarak çok iyi değildir Diğer cihazlar.
Photon

0

işi yapmak için herhangi bir op amp kullanabilirlerdi. Diyotun üretilen gürültüsü o kadar yüksektir ki ilk op amp'e (termal gürültünün ~ 40dB üstünde) girerek "sinyal" (burada, istenen gürültü)-gürültü oranı zaten sağlam bir şekilde kurulmuş ve hiçbir op amp seçimi değişmeyecek veya renklendirin.


3
Russell'ın cevabındaki eğrilerden ve MAX2650 amplifikatörlerin 18.3 dB spesifik kazancından, amplifikasyon yaklaşık -86 dBn olmadan Zener gürültüsü gibi görünecektir; veya analizörün gürültü zemininin yaklaşık 10 dB üzerinde. 40 dB'yi nasıl buluyorsunuz?
Photon
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.