[haker_fox 60]

Коллеги, добрый день!

 

Собственно, вопрос в теме. Не могу найти ответ, почему для НЧ шума актуально именно эта полоса. Ни 0.01 - 15 Гц, например.

 

Можно указать ссылку на литературу/, прочту сам, но пока не могу найти и её.

[vervs 24]

Привычка как к конденсатору 0,1 мкФ. ПМСМ в декадах удобнее считать, у большинства малошумящих приборов частота перегиба шумовой хар-ки до 100Гц, а на более высоких частотах 1/f уже не имеет решающего значения.

[V_G 8]

А кто так нормирует, разве есть стандарт?

Общие соображения: НЧ шум спадает с частотой по закону примерно 1/f, потому верхняя частотная граница задается из того  обстоятельства, что НЧ шум скрывается под тепловым и другими видами шумов.

А нижняя граница определяется длительностью измерений.

А с третьей стороны, границы определяются целью измерений. В молодости доводилось участвовать в нескольких конференциях по шумовым и деградационным процессам. Каждый докладчик (из совершенно разных областей техники) приводил результаты исследований инфранизкочастотных шумов и связь уровня шума и показателей степени при f с качеством  и надежностью устройства, на эту тему защищалась туча кандидатских и докторских. Ну, и тут каждый исследователь использовал свой частотный диапазон. Так что я удивлен, что этот диапазон сейчас как-то стандартизирован...

[haker_fox 60]

@vervs, выразил Вам свою благодарность лайком)

13 minutes ago, V_G said:

А кто так нормирует, разве есть стандарт?

Выходит, что есть. Даже если и неформальный. Почти любая документация на операционный усилитель приводит даже отдельный график шума для указанной полосы.

@V_G, выражаю Вам тоже благодарность за подробное объяснение!

P.S. Занимаюсь плотненько постройкой усилителя для измерения шумов. Естественно, посмотрел, как делают другие. И там тоже всё ориентировано на эту полосу. Правда нижнюю границу иногда опускают до 0.001 Гц и часами собирают данные. Благо, это сейчас можно сделать с помощью не самого дорого мультиметра, подключенного к ПК. А после усилителя шумы самого мультиметра роли не играю (как мне кажется), разрядность высокая тоже не требуется. Наверное, 3.5 знака хватит. Тут же не о точном измерении шумов идёт речь...

[vervs 24]

11 минут назад, haker_fox сказал:

А после усилителя шумы самого мультиметра роли не играю (как мне кажется), разрядность высокая тоже не требуется

Приводите шумы (и ошибки разрядности) мультиметра ко входу усилителя и будут обоснованные цифры, а не ощущения, порой обманчивые

[rloc 44]

2 часа назад, haker_fox сказал:

Ни 0.01 - 15 Гц, например.

Могу лишь предположить, по своему опыту, ниже 0.1Гц большое влияние оказывают температурные флуктуации, которые имеют более "коричневый" окрас (1/f^2), нежели "розовый" (1/f). Удобнее измерять без термостатирования. По верхней границе ничего не могу сказать, лишь бы 50/60Гц не влияли и сами шумы были гарантировано выше "белых" шумов (1/f^0).

[novikovfb 17]

2 minutes ago, rloc said:

Могу лишь предположить, по своему опыту, ниже 0.1Гц большое влияние оказывают температурные флуктуации, которые имеют более "коричневый" окрас (1/f^2), нежели "розовый" (1/f). Удобнее измерять без термостатирования. По верхней границе ничего не могу сказать, лишь бы 50/60Гц не влияли и сами шумы были гарантировано выше "белых" шумов (1/f^0).

в том числе и это. Для оценки погрешностей измерений в широком спектре (диапазоне времен) часто используют вариацию Аллана, которая показывает уровни белого и фликер шумов и дрейфа.

[haker_fox 60]

Коллеги, а что вообще посоветуете делать с шумом в современных условиях? Честно скажу, читал Хоровица и Хилла, как старые книги, так и новую 3-ю редакцию. Читал и Генри Отта. Но до сих пор очень плохо понимаю теорию шума. Слишком она сложна для меня. Вопрос: имеет смысл считать аналитически, или можно полагаться на симулятор + реальное измерение того, что получилось? Может быть это действительно очень сложная, малоподъёмная тема, и я бьюсь аки рыба об лёд.

Вроде бы тепловой шум резистора посчитать несложно, и даже у цепочки резисторов. А вот какой-нибудь однокаскадный усилитель на транзистора требует уже какого-то серьёзного подхода.

[Alex11 3]

Реальное измерение - в любом случае критерий истины. Симулятор при хороших моделях считает достаточно хорошо, хотя я не пытался считать ниже 1 Гц, было не нужно.

[blackfin 17]

On 1/16/2023 at 6:32 PM, haker_fox said:

А вот какой-нибудь однокаскадный усилитель на транзистора требует уже какого-то серьёзного подхода.

Designing with a complete simulation test bench for op amps, Part 4: Noise

[haker_fox 60]

Возник вопрос: как можно на скорую руку проверить усилитель? Если я на вход ему подключу резистор 1 ГОм, то могу ли я при 293 К в полосе 9.9 Гц ожидать среднеквадратический шум 12 мкВ? Дело в том, что подключив такой резистор ко входу усилителя, я ожидаю увидеть на экране осциллографа шум 88 мВ от пика до пика при коэффициенте усиления 1000. А вижу только примерно 4 мВ от пика до пика(((( Может ли расчётный тепловой шум резистора в реальности оказаться меньше? В любом случае, возникает вопрос, как проверить усилитель... эталона шума у меня нет.

 

Схема усилителя такая. Пока только собрал первый каскад на OPA140.

Стрелкой показал, куда подключаю осциллограф. Вход в режиме DC.

Конденсато C2 - типа К71-7. Ток утечки измерен, и составляет менее 100 пА.

Конденсатор C1 - плёночный, маркировку сейчаса не могу посмотреть, ток утечки около 300 пА.

[haker_fox 60]

А, всё. Отбой. Я понял свою грубую ошибку. Да, если на вход 1 ГОм подключить, это будет не усилитель.

 

Но вопрос про "эталон" белого шума остаётся открытым? Что можно использовать в качестве такового?

[_pv 53]

если так хочется именно гигаОм, его можно в и положительный вход воткнуть.

 

вот тут 60Ом используют как источник 1nV/rtHz

http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/lono.pdf

 

[haker_fox 60]

2 minutes ago, _pv said:

если так хочется именно гигаОм

Не обязательно. Лишь бы источник шума был попроще и значение шума - более-менее детерминировано. Я усилитель делаю для себя лично. Хотелось бы научиться измерять (может быть даже оценивать с учётом не очень хоршей метрологии) уровень шума в аналоговых схемах.

За ссылку - спасибо! Буду изучать!

[haker_fox 60]

Возможно я спрашиваю банальность. Но раздел такой) Да и у меня каша в голове с этим шумом.

Вопрос: я правильно понимаю, что для измерения шума годится любой усилитель, способный усилить нужный мне уровень шума до желаемого значения (например, 80 дБ) и, естественно же, имеющий уровень соственного шума раз так в 1000 меньше?

 

Другими словами, если я возьму МШУ с плотностью собственного шума 5 нВ/sqrt(Гц) в полосе 1 кГц и входным сопротивлением 1 ТОм, то спокойно могу подключить на вход источник шума с сопротивлением до 1 ГОм (даже обычный резистор) и измерять шум в указанной полосе?

 

Блин, сложная эта штука для понимания - шум. Даже у Хоровица с Хиллом всё так запутанно...