Предуслитель НЧ, шум < 30нВ/Гц Опции

[MaxEngee]

Добрый день
Может кто подскажет, возможно ли сделать предусилитель с полосой от 15 Гц до 20 кГц, коэф. усиления 40 дБ. со спектральной плотностью шума менее 30 нВ/Гц??
В принципе на analog.com хватает операционников с очень низкими шумами, но и с небольшим коэф. усиления.

[_pv]

Может кто подскажет, возможно ли сделать предусилитель с полосой от 15 Гц до 20 кГц, коэф. усиления 40 дБ. со спектральной плотностью шума менее 30 нВ/Гц??
В принципе на analog.com хватает операционников с очень низкими шумами, но и с небольшим коэф. усиления.

с небольшим коэффициентом усиления - это как?
и 30nV / Hz^0.5 это по входу? если нет, то AD797, LT1128 (у lt1128 в конце даташита в аппнотах пример есть: запараллелить несколько для уменьшения шумов, хотя 0.3 nV / Hz^0.5 получить непросто будет).
а если по входу - то тогда вообще в чем проблема?

[ledum]

Вы бы объяснили чем Вам AD797, OPA211, MAX9632, LME49990 не нравятся. Недавно обсуждались в ветке по малошумящему ФАПу - наша (радиочастотников) одна из основных проблем

Сообщение отредактировал ledum - Jun 29 2011, 12:45

[MaxEngee]

а если по входу - то тогда вообще в чем проблема?

Есть АЦП 24-bit resolution
500 kS/s
-114 dBc SFDR
-120 dBFS rms noise
Шумы собственные порядка 1 мкВ/Гц
Под него требуется сделать предусилитель, что бы итоговые шумы системы были порядка 10 нВ/Гц
Значит приведенные ко входу. (правильно?)
Для меня был лучший вариант купить evolutional boeard от analog
http://www.analog.com/en/all-operational-a...ts/product.html
Но на сайте нет инфы по evolutional boeard, просто перечисляются, или я не нахожу.
А вообще был бы лучший вариант купить предусилитель в корпусе, может подскажете где глянуть такие можно?

[ledum]

Вы бы лучше АЦП назвали. Есть подозрение, что ему нужен дифференциальный драйвер, поэтому врядли какой эвалюэшн борд из приведенных в аппликухах http://www.analog.com/en/all-operational-a...ts/product.html в разделе Features подойдет

[_pv]

Есть АЦП 24-bit resolution
500 kS/s
-114 dBc SFDR
-120 dBFS rms noise
Шумы собственные порядка 1 мкВ/Гц
Под него требуется сделать предусилитель, что бы итоговые шумы системы были порядка 10 нВ/Гц

плотность шума напряжения она в вольтах / корень из герц.
и тут что-то не так.
среднеквадратичный шум тогда должен быть: 1[uV/Hz^0.5] * sqrt(200kHz) = 450uV. оно же -120dBFS, то есть шкала АЦП = 450В?
ну даже если полоса 20КГц, то всё равно не сходится.
и что это за ацп такой у которого -120 dBFS rms noise при 500ksps.

[ledum]

и что это за ацп такой у которого -120 dBFS rms noise при 500ksps.

Здесь многие химичат - Асахи Касеи на AK5394a дают минус 123 dBFS с маленькой приписочкой: with A-weighted, не указывая даже скорости оцифровки, ИМХО берут 48 при возможных 216кГц

Сообщение отредактировал ledum - Jun 29 2011, 15:00

[_pv]

Здесь многие химичат - Асахи Касеи на AK5394a дают минус 123 dBFS с маленькой приписочкой: with A-weighted, не указывая даже скорости оцифровки, ИМХО берут 48 при возможных 216кГц

в даташите в описании условий сверху над табличкой написано что при 48 кГц.

[ledum]

Я уже увидел тоже. Давно читал даташит, забыл, - лет 8 назад в последний раз использовали в 8-канальном оцифровщике.

Сообщение отредактировал ledum - Jun 29 2011, 15:05

[MaxEngee]

Доброе утро,
АЦП (дигитайзер) для которого нужен предусилитель
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201603
Входы не дифференциальные.


"плотность шума напряжения она в вольтах / корень из герц." - какая разница как писать: корень из герца или просто герц ????
Спасибо

[ledum]

Ну дык если предпочитаете готовые решения и есть деньги на такой оцифровщик, опустите взгляд вниз указанной Вами страницы и увидите http://sine.ni.com/nips/cds/view/modelpopu...at/9167/lang/en

Сообщение отредактировал ledum - Jun 30 2011, 07:21

[MaxEngee]

Ну дык если предпочитаете готовые решения и есть деньги на такой оцифровщик, опустите взгляд вниз указанной Вами страницы и увидите http://sine.ni.com/nips/cds/view/modelpopu...at/9167/lang/en

Опускали
Там шум порядка 60нВ/Гц, надо поменьше.
К тому же, если я вижу, что это можно сделать и у нас, так пусть лучше эти пару штук останутся в стране. И инженер заработает и я могу получить более целевой девайс.

[_pv]

"плотность шума напряжения она в вольтах / корень из герц." - какая разница как писать: корень из герца или просто герц ????

как писать разницы конечно нет, а вот как считать разница есть
совсем непонятно откуда взялась цифра 1мкВ/Гц. как считали?
по даташиту при 50ksps шумы rms 3.4мкВ (судя по тому что полоса нужна всего 20КГц предположу что будет использоваться высокоомный вход +-5В)
соотвественно плотность шума 3.4е-6/(50e3^0.5) = 25[нВ/Гц^0.5].

"предусилитель с полосой от 15 Гц до 20 кГц, коэф. усиления 40 дБ. со спектральной плотностью шума менее 30 нВ/Гц"
для этого АЦП ничего не изменит по шумам (если конечно не будет сильно менее 30нВ/Гц^0.5), только уменьшит диапазон в 100 раз.

опустите взгляд вниз указанной Вами страницы и увидите http://sine.ni.com/nips/cds/view/modelpopu...at/9167/lang/en

у него шумы больше чем у этого АЦП.

[MaxEngee]

совсем непонятно откуда взялась цифра 1мкВ/Гц. как считали?
по даташиту при 50ksps шумы rms 3.4мкВ (судя по тому что полоса нужна всего 20КГц предположу что будет использоваться высокоомный вход +-5В)
соотвественно плотность шума 3.4е-6/(50e3^0.5) = 25[нВ/Гц^0.5].

Я считаю просто: ±1 input range; -120 dBFS rms noise (смотри Figure 2. FFT of a Pure 10 kHz Sine Wave Acquired Using the PXI-5922)
1/(10^(120/20)) = 1мкв/Гц

у него шумы больше чем у этого АЦП.

Не понял ???? У кого шумы больше, у предусилителя?????

[_pv]

Я считаю просто: ±1 input range; -120 dBFS rms noise (смотри Figure 2. FFT of a Pure 10 kHz Sine Wave Acquired Using the PXI-5922)
1/(10^(120/20)) = 1мкв/Гц

просто - не значит правильно.
да -120 dBFS означает 1e-6 от шкалы -+1В то есть 2 мкВ, зачем его на герц делить-то???

разберитесь сначала чем отличается спектральная плотность шума, которая измеряется в вольтах / КОРЕНЬ(Герц) от его среднеквадатичной величины (rms)
http://www.google.ru/#q=voltage+noise+density

Не понял ???? У кого шумы больше, у предусилителя?????

У данного предусилителя собственные шумы больше чем собственные шумы АЦП, при подключении данного усилителя к данному АЦП шумы только увеличатся.

[ledum]

Там и делить ничего не надо. В даташите четко прописано: при мах входном 10В п-п шумы 3.4мкВ рмс в полосе 100Гц-20кГц. Или 1мкВ при 50 Омном входе 2В п-п и PXI версии платы, 2.2 мкВ для PCI версии.
Ну усилитель таки да 1/4 коэффициент передачи и 6.8 мкВ приведенные ко входу шумы, т.е. по выходу 1.7 мкВ при 10В п-п мах - меньше, чем АЦП, но мало ему в этом поможет из-за своего коэффициента передачи..

Сообщение отредактировал ledum - Jun 30 2011, 10:15

[MaxEngee]

разберитесь сначала чем отличается спектральная плотность шума, которая измеряется в вольтах / КОРЕНЬ(Герц) от его среднеквадатичной величины (rms)
http://www.google.ru/#q=voltage+noise+density

У данного предусилителя собственные шумы больше чем собственные шумы АЦП, при подключении данного усилителя к данному АЦП шумы только увеличатся.

Прикольно...
А что, спектральная плотность шума не усредняется??? Или вы думаете, берутся пиковые значения?
У предусилителя с данным АЦП шум в полосе 20 кГц = 6.8 мкВ или 0,048 мкВ/Гц.

[ledum]

У предусилителя с данным АЦП шум в полосе 20 кГц = 6.8 мкВ или 0,048 мкВ/Гц.

Приведенный ко входу. На выходе усилителя умножается на коэффициент усиления - 0.25. Что касается СПМШ - она не постоянна по частоте

Сообщение отредактировал ledum - Jun 30 2011, 12:24

Эскизы прикрепленных изображений

 

[MaxEngee]

ИТОГО
Так как Вы думаете, не будет ли затруднений при разработке предусилка с шумом менее 10нВ/Гц переведенным ко входу??
Если взять достаточно хорошего разработчика за зарплату 1000 - 2000 $
Спасибо

[_pv]

А что, спектральная плотность шума не усредняется??? Или вы думаете, берутся пиковые значения?

Она возводится в квадрат, интегрируется по полосе, а потом из этого извлекается корень. в результате получается среднеквадратичное значение шума.

У предусилителя с данным АЦП шум в полосе 20 кГц = 6.8 мкВ или 0,048 мкВ/Гц.

а у АЦП при 50ksps и при примерно той же полосе 20кГц всего 3.4 мкВ или 0,025 мкВ/Гц^0.5. что в два раза меньше.
о чем спорим-то?

Так как Вы думаете, не будет ли затруднений при разработке предусилка с шумом менее 10нВ/Гц переведенным ко входу??
Если взять достаточно хорошего разработчика за зарплату 1000 - 2000 $
Спасибо

для работы с медленными сигналами (полоса нужна была около 40Гц) делали предусилитель на LT1128, но c компенсацией температурного дрейфа на LTC2051. из-за компенсации шумы были повыше p-p ~ 200nV в полосе 40Гц то есть около 5нВ/Гц^0.5, но зато и температурный дрейф был всего около 40нВ на градус вместо 1-2 микровольтов на градус у голого LT1128.
так что ничего особо страшного нет, но делать надо аккуратно.

[MaxEngee]

Всем спасибо за комментарии, тема закрыта