Коэффициент шума усилителя на ОУ Опции

[rfengin]

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)?

[Nicolai326]

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

[rfengin]

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.

[HardJoker]

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

[rloc]

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.

[rfengin]

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.

[HardJoker]

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.

[rloc]

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:



Если привести суммарный шум ко входу:

Код

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

Соответственно и коэффициент шума будет меняться.

[GetSmart]

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.

[rfengin]

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:



Если привести суммарный шум ко входу:

Код

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

[rloc]

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

Точно, 3.6 / 2 = 1.8 нВ/sqrt(Гц)

[vhk]

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. Аргумент не убедителен, требует проверки.

[rfengin]

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...

[DASM]

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

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