Измерение шумов операционного усилителя на частотах 10-1000 Гц, как померить? Опции

[edelmman]

кто подскажет как померить шумы ОУ на частотах от 10 Гц.
Побывал померить селективным вольтметром ОУ модели UA474CN. В теории с увеличением частоты шумы уменьшаются. На практике получилось обратное. Измеряя до 1 кГц шумы увеличивались от 20 мкВ до 70 мкВ. Может что то с методикой не правильно? или неверно выбрано устройство измерении. Мерил селективным нановольтметром типа 233. Схема включения и даташит прилагается


 UA474CN.pdf ( 114.69 килобайт ) Кол-во скачиваний: 143

[Tanya]

кто подскажет как померить шумы ОУ на частотах от 10 Гц.
Побывал померить селективным вольтметром ОУ модели UA474CN. В теории с увеличением частоты шумы уменьшаются. На практике получилось обратное.

А ширина полосы Вашего вольтметра меняется?

[edelmman]

А ширина полосы Вашего вольтметра меняется?

Задается селективность (0 18 36 54 dB) Задается диапазон частот (5-15, 15-50 и т.д.) и можно делать более точну подстройку частоты

[Guest_TSerg_*]

Так Ваш вольтметр измеряет шумы на диапазоне ~1 кГц в полосе 0.5..1.5 кГц = 1 кГц, а на диапазоне ~3 Гц в полосе 0.5..5 Гц = 4.5 Гц.
Чему тут удивляться, если U = e * sqrt(f)

[_pv]

если до килогерца, возмите какой-нибудь малошумящий АЦП, можно в виде готовой оценочной платы вроде AD7195EBZ, собственные шумы ~7нВ/Гц^0.5. у указанного усилителя всяко больше.
запишите осциллограму, сделайте Фурье, пересчитайте в график плотности шума от частоты.

[edelmman]

а еще при измерениях стрелка вела себя нестабильно постоянно дергалась. Это может быть связанно с наводкой на провода шумов?

А кто нибудь пользовался этим нановльтметром Unipan 233? я так понял что бы померить значение шума на частоте 10 Гц, значение селективности 36 дБ, диапазон 5-15 Гц (т.е. полоса 10 гц) непонятно что именно подстраивает FREQUENCY? там шкала 150...500. Это значит что б померить на 10 Гц мне FREQUENCY необходимо выставить вблизи 300? я получу некоторое значение U. что бы узнать плотность шума (e) необходимо U/sqrt(f)? где sqrt(f)=sqrt(10)= 3.1622 ? я правильно понял?

Сообщение отредактировал edelmman - Apr 2 2014, 01:00

[Tanya]

а еще при измерениях стрелка вела себя нестабильно постоянно дергалась. Это может быть связанно с наводкой на провода шумов?

Скажите, пожалуйста, зачем это (все это...) Вам нужно?

[_pv]

Скажите, пожалуйста, зачем это (все это...) Вам нужно?

подозреваю причина в том что в даташите на uA747C, аж 1971 года выпуска спектральная плотность шума просто не указана.
а зачем вообще это хороший вопрос.

[edelmman]

Мне нужно отладить методику измерения шумов для ОУ ( что бы измерять шумы у микросхем которые разработаны в нашем отделе). Как заметили в этом даташите ее действительно нет. Другой под рукой не оказалось

Сообщение отредактировал edelmman - Apr 2 2014, 05:54

[_pv]

если речь не идёт о совсем нановольтах (а судя по приведённому усилителю для примера это именно так), то самый простой способ взять подходящий усилитель (инструментальный?) с известным уровнем шума и большим коэффициентом под 1000-10000 и тупо смотреть осциллографом/вольтметром
если измерять надо в разлиной полосе то либо фильтры в цифре после, либо переменный резистор с ёмкостью после усилителя.

[Белый дед]

Вполне может быть шум источника питания.
Его подавление в ОУ уменьшается с ростом частоты.

[khach]

Аудиокарта Hi-end класса (мы используем creative EMU 1616) и софт с длинным фурье преобразованием (64тысяч точек и до миллионов). Калибруем амплитуду по внешнему генератору. Измеряем спектр два раза- с включенным и выключенным питанием операционника. Питание батарейное. Раньше использовали SR760 http://www.thinksrs.com/products/SR760770.htm но аудиокарта кроет его по динамике.

[_Vova]

в ДШ на некоторые малошумящие ОУ приводятся схемы измерения шумов.
может найдете что то полезное здесь:
intersil Making Accurate Voltage Noise and Current Noise Measurements on Operational Amplifiers Down to 0.1Hz
в цикле статей Analysis and Measurement of Intrinsic Noise in Op Amp Circuits, помню, в банке из под кофе платка с батарейками, сейчас найти не могу этот выпуск

Аудиокарта Hi-end класса

Вы не пробовали у нее "опустить" частоту этой карточки до постоянного тока?

вот похожее на упомянутый цикл, но тот в немного отличался и был в пдф:
Op-Amp Noise Calculation and Measurement

Сообщение отредактировал _Vova - Apr 3 2014, 10:07

[khach]

Вы не пробовали у нее "опустить" частоту этой карточки до постоянного тока?

Можно конечно опустить и до постоянки- просто выпаяв конденсаторы. Но тогда источник сигнала должен быть дифференциальный и привязанный к средней точке АЦП. А вот вытащить из АЦП эту среднюю точку на разьем- как раз проблема- надо буфер городить, иначе легко сжечь АЦП. Т.е если над картой "поиздеваться" то возможно. Только какой в этом смысл? Полоса и так где то от 5 Гц начинается. Для измерения шумов обычно достаточно. Субгерцы можно просто экстраполировать

[_pv]

Только какой в этом смысл? Полоса и так где то от 5 Гц начинается. Для измерения шумов обычно достаточно. Субгерцы можно просто экстраполировать

не не не, там ниже 10Гц как раз всё самое интересное и начинается, честно мерить надо. но для совсем НЧ измерений аудио карты действительно не очень хорошо подходят.

[_Vova]

Можно конечно...какой в этом смысл?

есть задача записи напряжения порядка долей мкВ, начиная от нуля Гц. Нановольтмтра или готового нВ-го усилителя нет, да и медленные они, и необходимо проверить сделанные предусилители на дрейф и шумы.
извиняюсь за

[_pv]

есть задача записи напряжения порядка долей мкВ, начиная от нуля Гц. Нановольтмтра или готового нВ-го усилителя нет, да и медленные они, и необходимо проверить сделанные предусилители на дрейф и шумы.

AD7195EBZ, 60$ всего, 1/f шума практически нет. всякие Кисли за килобаксы и рядом не стояли.
на графике стандартное отклонение среднего напряжения померенного 10 раз при усреднении за время Tint(до 0.1 секунды - просто чатота дискретизации менялась, после - сумировались выборки на частоте ~10Гц), при закороченном входе.

[khach]

На субгерцах у аудио-ацп начинает плыть внутренний источник опорного. Попытки применять ak5394a на сверхнизких частотах успеха не имели. Чуть дучше дело обстояло с PCM4220/4222 но у последних есть подьем шумовой полки на ВЧ.

[edelmman]

как бороться с наводкой на проводадвухполярного питания? наводиться 50Гц. с землей вроде все нормально

Сообщение отредактировал edelmman - Apr 16 2014, 01:11

[_Vova]

никакого описания...что за провода - до/после стабилизатора или его нет? питание от сети через трансформатор/AC-DC или от аккумуляторов?
приложите схему, ещё лучше фото

[edelmman]

Стабилизатора нет, схема такая как в шапке только теперь там модель другого операционника (AD822). Мерить пытаюсь аудио анализатором U8903A анжилентовским. Провода по питанию обычные, к анализатору коаксиал (БНЦ разъем). запитан от источника питания E3649A. даже при выключеном источнике питания при подключение к нему проводов питания анализатор показывает 50 Гц.

[Белый дед]

Нужно сделать питание от аккумуляторов и все целиком в экран.

[edelmman]

Нужно сделать питание от аккумуляторов и все целиком в экран.

50 гц берется откудо то даже без включенного источника питания

[khach]

Мерить пытаюсь аудио анализатором U8903A анжилентовским. Провода по питанию обычные, к анализатору коаксиал (БНЦ разъем).

У U8903A есть симметичные входы- к ним и подключайте. BNC при таких уровнях слабоват. Используйте симметрчное подключение- 50 гц до уровня шумов не задавите все равно, но хотя бы до -100дб задавите. Будет лишняя палка на 50 (возможно 100 и 150 гц)- не обращайте внимания или уберите потом при обработке графика. В некоторых анализаторах есть режекторынй фильтр на частоту сети, но надо проверять, чтобы был настроен на 50Гц, а то в американских приборах он на 60 настроен.

[edelmman]

Пытаюсь померить шум осциллографом DSO90604A. задаю полосу с помощью фильтров НЧ и ВЧ в районе 700 Гц, 1кГц, 3 кГц, 5 кГЦ, непонятно почему происходит увеличение значения с увеличением частоты, в теории с увеличением частоты значение должно уменьшаться.Источник питания батарейки. Схема прилагается


Сообщение отредактировал edelmman - May 13 2014, 04:06

[_Vova]

происходит увеличение значения

значение чего - СКЗ шума или его спектральной плотности мощности?

[edelmman]

значение чего - СКЗ шума или его спектральной плотности мощности?

осциллографом я измерял размах шумового напряжения, затем пересчитывал в спектральную плотность шума

[_Vova]

поподробней изложите как вы пересчитывали, можно с формулами
и еще: странная схема-нет ОС по постоянному току

[edelmman]

поподробней изложите как вы пересчитывали, можно с формулами
и еще: странная схема-нет ОС по постоянному току

1. полученное значение я делил на коэффицент затухания фильтра
2. затем поделил это значение на корень из полосы фильтра
3. поделил на коэффициент усиления ОУ

[_Vova]

вы не указали на сколько результаты не совпадают, приведите числа. и что за фильтр?
при расчете эффективной полосы у фильтров разных порядков используются поправочные коэффициенты для учета крутизны спада АЧХ
посмотрел чем вы измеряли - у вашего осциллографа память 20М, запишите и считайте спектр.
схема осталась без изменений?

[Vovk_Z]

На всякий случай, если еще не попадалось, по измерениям характеристик ОУ есть хорошая старая книга "Достал И. Операционные усилители. 1982". Если не найдете в инете, скину. Не знаю, как сюда выкладывать.

Сообщение отредактировал Vovk_Z - May 26 2014, 05:26