Tại sao sử dụng LNA trong một máy tạo tiếng ồn?


14

Trong phần chú thích Maxim này , nhiễu tuyết lở của một diode zener được khuếch đại bởi hai LNA xếp tầng (Bộ khuếch đại nhiễu thấp):

máy tạo tiếng ồn trắng

Bạn có thể đoán câu hỏi của tôi là gì: tại sao lại sử dụng bộ khuếch đại nhiễu thấp nếu bạn muốn có tiếng ồn ở nơi đầu tiên? Không opamp bình thường tạo ra tiếng ồn trắng?


5
Op amps chắc chắn tạo ra tiếng ồn, nhưng nó có thể không có màu trắng . Bằng cách khuếch đại một nguồn được biết là màu trắng, bạn có thể tự tin rằng đó thực sự là tiếng ồn trắng.
Sói Connor

Câu trả lời:


12

Hầu hết nhiễu trong opamp, như nhiễu nhiệtnhiễu Schottky ( nhiễu "bắn") là màu trắng , nghĩa là có phổ phẳng, nhưng đối với nhiễu nhấp nháy (còn gọi là nhiễu 1 / f) thì không. MAX2650 sẽ có độ ồn tổng thể thấp hơn , cả màu trắng và màu.

Nhưng ngay cả khi tiếng ồn tổng thể gần với màu trắng, có thể có những lý do khác để không chọn opamp, và chúng không phải lúc nào cũng là kỹ thuật.
Ghi chú ứng dụng của các nhà sản xuất không chỉ để cung cấp cho khách hàng một dịch vụ . Chúng cũng / chủ yếu là một phương tiện quảng cáo , để đặt các sản phẩm của nhà sản xuất trong ánh đèn sân khấu. Có lẽ những người tiếp thị tại Maxim nghĩ rằng MAX2650 không được chú ý đầy đủ.


đọc thêm :
Tài liệu TI này cho bạn biết thêm về tiếng ồn trong opamp.


8

Không có gì đảm bảo rằng có một câu trả lời hoàn toàn tốt. Đó là một "ý tưởng thiết kế" và có vẻ như nó có thể được dựa trên một ý tưởng mạch tạp chí. Lý luận của nhà thiết kế không được đảm bảo là thánh viết

NHƯNG

Đối tượng là sử dụng một nguồn tiếng ồn càng nhiều càng tốt cung cấp tiếng ồn thực sự ngẫu nhiên. Ông lưu ý rằng

  • Trong phạm vi hiện tại nguồn này, công suất nhiễu thay đổi khá ngẫu nhiên trong phạm vi ± 1dB. Có vẻ như trong các hiện tượng sự cố diode zener, nhiễu tuyết lở chiếm ưu thế so với các nguồn nhiễu khác, chẳng hạn như nhiễu bắn (tỷ lệ thuận với dòng điện), nhiễu nhấp nháy và nhiễu nhiệt.

Một op amp sẽ không có tiếng ồn tuyết lở như một nguồn tiếng ồn chủ đạo.

Hình 2 của anh ấy (sao chép bên dưới) tiếp tục đưa ra quan điểm.

  • Đường cong dưới cùng là đầu ra hệ thống với tất cả tắt nguồn.
  • Đường cong giữa (biên độ tăng với tần số tăng) là hệ thống có công suất trên các opamp nhưng không phải trên zener.
  • Đường cong uppper (biên độ giảm với tần số tăng) là đầu ra với nguồn nhiễu zener hoạt động.

Phổ đầu ra máy phát tiếng ồn trắng

Có thể cho rằng kết quả tốt nhất được cung cấp khi tắt nguồn, nhưng biên độ thấp hơn 46 dB + so với kết quả cuối cùng và nguồn không được xác định rõ ràng (tốt nhất).

Đường cong op-amp chỉ bằng phẳng như kết quả cuối cùng (nhưng có độ dốc ngược lại) nhưng có sự thay đổi nhiều hơn tại các điểm được chọn và một số chuyến du ngoạn rất lớn (5 hoặc hơn 15 dB +, nhiều hơn 5 dB + và lớn hơn mức độ biến đổi chung. Hầu như là một dấu hiệu của một nguồn tiếng ồn trắng chính hãng.

Đường cong cuối cùng gần với mặt phẳng hơn, ngoài độ lớn thường giảm với tần số có thể dễ dàng bù lại. Đáng chú ý là có một số đỉnh nhỏ (dải 2 đến 5 dB) tại một số tần số tương ứng chính xác với các đỉnh chính trong đáp ứng chỉ của op amp. Điều này chỉ ra rằng chúng là các thuộc tính của hệ thống cơ bản chứ không phải nguồn zener và đó là những thiếu sót đầu ra tiếng ồn của bộ khuếch đại cơ bản đang hạn chế hiệu suất tổng thể - một chỉ báo tốt cho thấy các thiết bị có độ ồn thấp được chứng minh.

Điều đó nói rằng, sự tăng đột biến ở khoảng 1,3 phân chia từ 1 MHz, tạo ra sự tăng đột biến 20 dB trong âm mưu chỉ op-amp và tăng 10 dB trong âm mưu cuối cùng cho thấy một nguồn nhiễu bên ngoài có cường độ nào đó. Tần số khoảng 1,3 / 4 = 0,325 theo cách từ 1 đến 10 MHz trên thang đo log ~~~ = 2.1 MHZ. Đây có thể là tần số IF trong thử nghiệm (1.6 MHz?). Tương tự, các xung phạm vi hẹp có cường độ cao trong dải op-amp 20 Mhz - 80 MHz chỉ đề xuất hệ thống đo lường hoặc các đáp ứng giả op-amp.

Điều thú vị là, sự thay đổi đột ngột trong đáp ứng op-amp chỉ trong dải 80 - 100 MHz với một vài nhiễu nhiễu và độ biến thiên chung rộng không được phản ánh đến bất kỳ nơi nào có cùng mức độ trong đầu ra cuối cùng.

Nhìn chung , dường như tiếng ồn op-amp là một yếu tố chính trong tính không lý tưởng của kết quả cuối cùng. Nếu các "lỗi" quan sát được trong phản hồi op amp bị trừ đi từ kết quả cuối cùng, một nguồn nhiễu vượt trội sẽ được tạo ra. Vì điều này là đúng với các ampe có độ ồn thấp, có vẻ như các thiết bị có độ ồn cao hơn sẽ tạo ra kết quả thậm chí còn tồi tệ hơn.


1
OK, tôi sẽ để lại tài liệu tham khảo của bạn. Nhưng nó có thể sẽ bị xóa bởi một mod, vì những lý do tương tự mà một sig bị xóa. Tôi đã từng nghĩ về việc thêm các tài liệu tham khảo cá nhân như vậy, nhưng sau đó tôi nghĩ rằng một bài viết lộn xộn sẽ trở thành gì nếu mọi người và em gái của anh ấy sẽ thêm mã như vậy. Vì vậy, tôi không làm điều đó. Thay vào đó tôi giữ tài liệu tham khảo trên PC của mình, với một liên kết đến câu trả lời. TAY!
stevenvh

Vì tò mò, mục đích của tài liệu tham khảo là gì?
drxzcl

1
Người điều hành - lại "khi được hỏi" - tất cả chúng ta không sống trong cõi vĩnh hằng, tốt đẹp như có thể.
Russell McMahon

RE "Có thể cho rằng kết quả tốt nhất được cung cấp khi tắt nguồn", nó có thể là phẳng nhất trong ba đường cong, nhưng có lẽ đó là phép đo nhiễu đầu vào của máy phân tích phổ, vì vậy nó không phải là nguồn để kiểm tra các thiết bị khác.
Photon

0

họ có thể đã sử dụng bất kỳ amp op nào để thực hiện công việc. Nhiễu tổng quát của diode rất cao khi đi vào op amp đầu tiên (~ 40dB so với nhiễu nhiệt) đến mức "tín hiệu" (ở đây, nhiễu mong muốn) đã được thiết lập chắc chắn và không có lựa chọn op amp nào thay đổi hoặc tô màu nó.


3
Từ các đường cong trong câu trả lời của Russell và mức tăng 18,3 dB của các bộ khuếch đại MAX2650, có vẻ như tiếng ồn Zener trước khi khuếch đại là khoảng -86 dBn; hoặc khoảng 10 dB trên sàn tiếng ồn của máy phân tích. Làm thế nào để bạn con số 40 dB?
Photon
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.