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¿Por qué utilizar LNAs en un generador de ruido?

En esta nota de aplicación de Maxim el ruido de avalancha de un diodo zener se amplifica mediante dos LNA (amplificadores de bajo ruido) en cascada:

white noise generator

Puedes adivinar cuál es mi pregunta: ¿por qué utilizar amplificadores de bajo ruido si lo que quieres es ruido en primer lugar? ¿Acaso los amplificadores ópticos normales no producen ruido blanco?

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Los op amps ciertamente producen ruido, pero no puede ser de ninguna manera blanco . Al amplificar una fuente conocido sea blanco, puedes estar seguro de que realmente es ruido blanco.

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lillq Puntos 4161

La mayor parte del ruido en los opamps, como ruido térmico y Ruido Schottky (ruido de "disparo") es blanco es decir, tiene un espectro plano, pero por ejemplo ruido de parpadeo (también conocido como ruido 1/f) no lo es. El MAX2650 tendrá menor ruido en general Tanto en blanco como en color.

Pero incluso si el ruido global es casi blanco puede haber otras razones no elegir un opamp, y no siempre son técnicas.
Notas de aplicación por parte de los fabricantes no son sólo para ofrecer al cliente una servicio . Son también/principalmente un promoción vehículo, para colocar los productos del fabricante en el punto de mira. Tal vez los chicos de marketing de Maxim pensaron que el MAX2650 no recibió suficiente atención.


más lecturas :
Este documento de TI te dice más sobre el ruido en los opamps.

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aryeh Puntos 1594

No hay ninguna garantía de que no es totalmente una buena respuesta. Es una "idea de diseño" y parece que puede haberse basado en una revista circuito idea. El razonamiento de que el diseñador no se garantiza la sagrada escritura

PERO

El objeto es el uso de una fuente de ruido que tanto como sea posible, ofrece ruido aleatorio. Señala que

  • Dentro de esta fuente de rango de corriente, la potencia de ruido varía bastante al azar dentro de ±1 db. Parece que en el diodo zener desglose de los fenómenos, la avalancha de ruido domina sobre otras fuentes de ruido, tales como el ruido de disparo (que es proporcional a la corriente), el parpadeo de ruido y el ruido térmico.

Un amplificador operacional no tiene avalancha de ruido como un factor de ruido de la fuente.

Su figura 2 (copiado más adelante) más hace el punto.

  • La parte inferior de la curva es la salida del sistema con toda la corriente.
  • El centro de la curva (aumento de la amplitud con el aumento de la frecuencia) es el sistema con la alimentación en los opamps, pero no en el zener.
  • El uppper de la curva (la caída de la amplitud con el aumento de la frecuencia) es la salida con zener fuente de ruido activa.

White noise generator output spectrum

Podría decirse que el mejor resultado se da con todo apagado, pero la amplitud es de 46 dB+ menor que el resultado final, y la fuente no está bien definida (en el mejor).

El op-amp sólo de la curva es plana en general como el resultado final (pero con pendiente opuesta), pero tiene mucho más variación en los puntos seleccionados y algunos muy grandes excursiones (5 o así los picos de 15 dB+, muchas más de 5 dB+ y un gran grado de general de la variabilidad. Apenas un indicio de una auténtica fuente de ruido blanco.

El final de la curva es mucho más cercana al plano general, aparte de un general, la caída de magnitud con la frecuencia que podrían ser fácilmente compensada. En particular, hay una serie de picos de menor importancia (de 2 a 5 dB de rango) en un número de frecuencias que corresponden exactamente a los picos principales en el amp op única respuesta. Esto indica que ellos son los atributos del sistema básico y no de la zener de origen y que es el ruido de la salida de las deficiencias de los básicos amplificador que están limitando el rendimiento general - un buen indicador de bajo nivel de ruido dispositivos están justificadas.

Dicho esto, el pronunciado pico en alrededor de 1,3 divisiones de 1 MHz, dando aproximadamente un 20 dB de pico en el op-amp única parcela y un 10 dB de pico en el final de la trama sugiere un ruido externo fuente de cierta magnitud. La frecuencia es de alrededor de 1.3/4 = 0.325 de la forma en fro de 1 a 10 MHz en una escala logarítmica ~~~= 2.1 MHZ. Esto puede ser un SI la frecuencia en la testgear (1.6 MHz ?). Del mismo modo la alta magnitud de estrecho rango de los picos en el 20 Mhz de 80 MHz op-amp único sugieren sistema de medición u op-amp respuestas de espurias.

Curiosamente, el cambio repentino en el op-amp única respuesta que en el 80 - 100 MHz gama con pocos ruido de los picos de amplia y general de la variabilidad es no refleja a cualquier parte de la misma medida en el resultado final.

En general parece que el op-amp, el ruido es un factor importante en la no idealidad del resultado final. Si el observado "errores" en el amp op respuesta se resta el resultado final de una calidad superior de la fuente de ruido sería producido. Como esto es verdad con bajo ruido de los amplificadores parece probable que el aumento de ruido en dispositivos habría producido un peor resultado.

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De acuerdo, dejaré su referencia. Pero es probable que sea eliminada por un mod, por las mismas razones que se elimina un sig. Una vez pensé en añadir referencias personales así también, pero luego pensé en el lío que se formaría en los posts si todo el mundo y su hermanita añadieran códigos así. Así que no lo hago. En su lugar, guardo la referencia en mi PC, con un enlace a la respuesta. ¡MANO!

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Sólo por curiosidad, ¿cuál es el propósito de la referencia?

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Moderador - re "cuando se le pregunta" - no todos vivimos en el eterno ahora, por muy bonito que sea.

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jimluschen Puntos 1

Podrían haber utilizado cualquier amplificador óptico para hacer el trabajo. El ruido genérico del diodo es tan alto al entrar en el primer amplificador óptico (~40dB por encima del ruido térmico) que la relación "señal" (en este caso, el ruido deseado) a ruido ya está firmemente establecida, y ninguna elección de amplificador óptico va a cambiarla o colorearla.

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A partir de las curvas de la respuesta de Russell, y los 18,3 dB de ganancia especificada de los amplificadores MAX2650, parece que el ruido Zener antes de la amplificación es de unos -86 dBn; o unos 10 dB por encima del ruido de fondo del analizador. ¿Cómo se calculan los 40 dB?

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