Перейти к содержанию
    

Коэффициент шума усилителя на ОУ

Нигде не могу найти формулу для расчета КШ усилителя на ОУ. Как посчитать КШ если известны шумовые параметры ОУ (шумовое напряжение и ток приведенные ко входу), усиление каскада, номиналы резисторов задающих усиление и сопротивление генератора и нагрузки (50 Ом)? К усилителям на ОУ вообще термин КШ применим или для них можно только абсолютное значение шума на входе посчитать (в полосе 1 Гц на определенной частоте и во всей полосе пропускания)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Отт "Методы подавления шумов и помех в электронных системах". Глава 9. Параграф Вычисление КШ и отношения С/Ш по Uш и Iш.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо большое, Nicolai326.

 

Получается что КШ не зависит от усиления, что в принципе логично, так как усиление одинаково влияет как на сигнал и шум поступающие от генератора, так и на собственные шумы усилителя приведенные ко входу.

 

Насколько я понял, температура в данной формуле в кельвинах, а само значение КШ в разах. Причем это КШ по мощности (так как в скобках мощности шума напряжения и тока), поэтому для перевода разов в дБ нужно брать 10*Log (КШ в разах).

 

Для примера посчитал КШ усилителя на ОУ AD8000. Несмотря на то что AD8000 имеет сравнительно низкие шумы напряжения и тока (1,6 нВ/√Гц и примерно 30 пА/√Гц для сигналов в диапазоне частот примерно 100 кГц - 30 МГц, на частотах ниже и выше указанного диапазона шумы растут) КШ у него получается сравнительно высоким - 6,8 раз = 8,33 дБ. Сделал для себя вывод, что к сожалению МШУ из усилителя на ОУ не получается.

 

Много лет использую в расчетах КШ, но только сейчас пришла в голову следующая мысль - КШ (любого устройства) показывает ухудшение отношения С/Ш на выходе относительно С/Ш на входе в одно и то-же количество раз (на одно и то-же количество дБ) не зависимо от того какой абсолютный уровень сигнала и шума поступает на вход устройства от генератора (при работе устройства в линейном режиме). Что странно, если считать что уровень собственных шумов устройства (приведенных ко входу или выходу) не зависит от абсолютного уровня сигнала и шума поступающих на вход устройства от генератора.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Много лет использую в расчетах КШ, но только сейчас пришла в голову следующая мысль - КШ (любого устройства) показывает ухудшение отношения С/Ш на выходе относительно С/Ш на входе в одно и то-же количество раз (на одно и то-же количество дБ) не зависимо от того какой абсолютный уровень сигнала и шума поступает на вход устройства от генератора (при работе устройства в линейном режиме).

 

Не совсем так. Книжка та же, формулы 9.1 и 9.2, стр.239

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Получается что КШ не зависит от усиления, что в принципе логично, так как усиление одинаково влияет как на сигнал и шум поступающие от генератора, так и на собственные шумы усилителя приведенные ко входу.

Есть косвенная зависимость КШ от усиления. Очевидно, для ОУ большой вклад в КШ оказывают тепловые шумы резисторов в обратной связи. Наименьший вклад этих резисторов будет при более высоком усилении - Rf чаще не меняется, Rg уменьшается.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Есть косвенная зависимость КШ от усиления. Очевидно, для ОУ большой вклад в КШ оказывают тепловые шумы резисторов в обратной связи. Наименьший вклад этих резисторов будет при более высоком усилении - Rf чаще не меняется, Rg уменьшается.

То есть получается что КШ за счет шума резисторов еще выше. Чем выше номиналы резисторов, тем выше вносимый ими шум.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

То есть получается что КШ за счет шума резисторов еще выше. Чем выше номиналы резисторов, тем выше вносимый ими шум.

 

Нет, тепловой шум резисторов ОС ОУ не является весомым слагаемым собственных шумов ОУ, приведенных ко входу. Будет видно по эквивалентной схеме.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Нет, тепловой шум резисторов ОС ОУ не является весомым слагаемым собственных шумов ОУ, приведенных ко входу.

Как будут влиять резисторы на собственный шум ОУ, никто не знает. Практика применения ОУ предполагает использования резисторов в обратной связи, и суммарные шумы достаточно весомы. На примере ADA4897:

 

post-1462-1498994229_thumb.png

Если привести суммарный шум ко входу:

 

КУ     CKOшума, нВ/sqrt(Гц)
2       1.8
5       1.4
10      1.2
20      1.1

 

Соответственно и коэффициент шума будет меняться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Существует малоизвестный сюрприз. От вибрации корпуса ОУ шумят сильнее. Могут во много раз и на порядок. Заметил это на ОУ в пластиковом корпусе. Видел это и на отечественных и на импортных ОУ. Непластиковые корпуса еще не проверял. И ни в каких даташитах не видел описание подобной зависимости шума ОУ.

 

Может шуметь во много раз сильнее обычного от проведения по корпусу ногтем с небольшим нажатием.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Как будут влиять резисторы на собственный шум ОУ, никто не знает. Практика применения ОУ предполагает использования резисторов в обратной связи, и суммарные шумы достаточно весомы. На примере ADA4897:

 

post-1462-1498994229_thumb.png

Если привести суммарный шум ко входу:

 

КУ     CKOшума, нВ/sqrt(Гц)
2       1.8
5       1.4
10      1.2
20      1.1

 

Соответственно и коэффициент шума будет меняться.

А по какой формуле вы сделали пересчет шумов ко входу? Я думал, что шумы на выходе пересчитываются в шумы на входе просто через коэффициент усиления. То есть я считал что шумы на входе будут следующие:

 

КУ_____СКОшума, нВ/sqrt(Гц)

2______1.6

5______1.8

10_____2

20_____1.1

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я думал, что шумы на выходе пересчитываются в шумы на входе просто через коэффициент усиления.

Точно, 3.6 / 2 = 1.8 нВ/sqrt(Гц)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Может шуметь во много раз сильнее обычного от проведения по корпусу ногтем с небольшим нажатием.

Может Ваш ноготь в комплекте с телом излучатель "всего побочного" на выводы и кристалл микросхемы. :laughing: Аргумент не убедителен, требует проверки.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Точно, 3.6 / 2 = 1.8 нВ/sqrt(Гц)

 

Извиняюсь, совсем заработался - шум на выходе ведь указан в нановольтах, а усиление в разах. А я не глянул на величины и подумал, что шум в дБм, а усиление в дБ. Ну и посчитал неправильно...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Может Ваш ноготь в комплекте с телом излучатель "всего побочного" на выводы и кристалл микросхемы. :laughing: Аргумент не убедителен, требует проверки.

Меня более впечатлило требование АД избегать теплых потоков на ножки, термоЭДС создает шум..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...