Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Расчёт шума диф. усилителя (LTC6409)
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
sergunas
May 7 2012, 08:41
Не удаётся получить значения выходного шума, приведенные на рисунке 7 даташита LTC6409 (страница 14).
Расчёты провожу по формуле, приведенной на странице 13. Код Matlab прилагаю.
Помогите разобраться: ошибка в datasheet или в моих расчётах?
Код
%% LTC6409 datasheet :: Noise and Noise Figure
% Figures 6 and 7
clc
clear all
close all

fprintf('LTC6409 NOISE CALCULATIONS :: NOISE FIGURE... \n');

% LTC6409 noise characteristics
eni = 1.1;  % nV/VHz
in = 8.8;   % pA/VHz

% Thermal noise
kB = 1.380650424*1e-23; % [J/K] (Boltzmann constant)
tC = 25;                % degree centigrade
T = tC + 273.15;
% Thermal noise spectral density
St = 4 * kB * T; % W/Hz

% Figure 7 data
RF = [150 200 500 150 200 250]; % Ohm
RI = [150 100 100 150 100  50]; % Ohm
RT = [600 1e9 1e9 1e9 1e9 1e9]; % Ohm
RS = [200 200 200  50  50  50]; % Ohm

% Datasheet Noise Formula for Noise Model (Figure 6)
RTpRS  =   RT .* RS ./ (  RT + RS); % Ohm
RI2pRS = 2*RI .* RS ./ (2*RI + RS); % Ohm
RI2pRT = 2*RI .* RT ./ (2*RI + RT); % Ohm

enRI = sqrt(St * RI) * 1e9;
enRF = sqrt(St * RF) * 1e9;
enRT = sqrt(St * RT) * 1e9;
enRS = sqrt(St * RS) * 1e9;

eno_amp_volt =           eni  .* (1 + RF ./ (RI + RTpRS/2)); % nV/VHz
eno_amp_curr = sqrt(2) * in   .* RF * 1e-3; % nV/VHz
eno_fb_ri    = sqrt(2) * enRI .* RF ./ (RI + RTpRS/2); % nV/VHz
eno_fb_rf    = sqrt(2) * enRF; % nV/VHz
eno_fb_rt    =           enRT .* RF ./ RI .* (RI2pRS ./ (RT + RI2pRS)); % nV/VHz
eno_rs       =           enRS .* RF ./ RI .* (RI2pRT ./ (RS + RI2pRT)); % nV/VHz

eno_fb = sqrt(eno_fb_ri.^2 + eno_fb_rf.^2 + eno_fb_rt.^2); % nV/VHz
eno_amp = sqrt(eno_amp_volt.^2 + eno_amp_curr.^2); % nV/VHz
eno = sqrt(eno_amp.^2 + eno_fb.^2); % nV/VHz
% Result output noise: eno = [3.7756 4.5732 9.5179 4.0283 5.4214 7.6765]

% Fugure 7 data:
eno_ds = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23]; % nV/VHz

% Compare Fugure 7 data and formula results
delta_eno = sqrt(abs(eno_ds.^2 - eno.^2));

% Compare conclusion: Data are differ!
sergunas
May 10 2012, 10:08
Актуально. Вообще верна ли формула для уровня шума (eno), приведенная на странице 13 datasheet?
sergunas
May 23 2012, 15:16
Актуально. Мне кажется для спецов вопрос элементарный, почему-то никто не отвечает. Может что-то некорректно спрашиваю?
Vovk_Z
May 25 2012, 12:25
Цитата(sergunas @ May 23 2012, 18:16) *
Актуально.

Так у вас получаются очень похожие результаты.
Разница в том, что на рис. 7 - измеренные результаты, а у вас - расчетные.
Или вы ожидали, что результат сойдется до тысячных (как бывает в идеальном мире)?
sergunas
Jun 1 2012, 08:05
Цитата(Vovk_Z @ May 25 2012, 16:25) *
Так у вас получаются очень похожие результаты.
Разница в том, что на рис. 7 - измеренные результаты, а у вас - расчетные.
Или вы ожидали, что результат сойдется до тысячных (как бывает в идеальном мире)?
Спасибо, хоть кто-то откликнулся... Я уже перестал искать причину, считаю, действительно, порядок значений шума тот же, для грубой оценки сойдёт.
Только вот они нигде не говорят, что на картинке измеренные значения, а не расчётные...
Vovk_Z
Jun 1 2012, 11:28
Цитата(sergunas @ Jun 1 2012, 11:05) *
Спасибо, хоть кто-то откликнулся... Я уже перестал искать причину, считаю, действительно, порядок значений шума тот же, для грубой оценки сойдёт.

Тот же порядок? Я не сопоставлял точно, но на первый взгляд, цифры отличаются только во втором знаке после запятой.

Вот ваше:
eno_ds = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23]; % nV/VHz
А вот их:
4.70nV, 5.77nV, 11.69nV, 5.88nV, 9.76nV, 14.23nV.
Даже, совсем не отличаются... Эсли эти цифры для вас - не одинаковые, а только "приблизительно, одного порядка", то я тогда не знаю, что вам и предложить.

Цитата
Только вот они нигде не говорят, что на картинке измеренные значения, а не расчётные...

Говорят: "Figure 7. LTC6409 Measured Output Noise and Noise Figure at Different Closed Loop Gains with and without Source Impedance Matching"
Measured - это значит "измеренный".
sergunas
Jun 4 2012, 07:48
Цитата(Vovk_Z @ Jun 1 2012, 15:28) *
Тот же порядок? Я не сопоставлял точно, но на первый взгляд, цифры отличаются только во втором знаке после запятой.

Вот ваше:
eno_ds = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23]; % nV/VHz
А вот их:
4.70nV, 5.77nV, 11.69nV, 5.88nV, 9.76nV, 14.23nV.
Даже, совсем не отличаются... Эсли эти цифры для вас - не одинаковые, а только "приблизительно, одного порядка", то я тогда не знаю, что вам и предложить.
эх, если бы всё было так, не было бы и мысли что-то спрашивать. Приведенные Вами значения переписаны мной с картинки даташита просто для сравнения.

Цитата(Vovk_Z @ Jun 1 2012, 15:28) *
Говорят: "Figure 7. LTC6409 Measured Output Noise and Noise Figure at Different Closed Loop Gains with and without Source Impedance Matching"
Measured - это значит "измеренный".
убедительно, спасибо...
andron86
Jun 4 2012, 08:57
Вы думаете все имеют Матлаб?
Приведите Ваши результаты, тогда может больше помогут.
Vovk_Z
Jun 4 2012, 11:50
Цитата(sergunas @ Jun 4 2012, 10:48) *
эх, если бы всё было так, не было бы и мысли что-то спрашивать. Приведенные Вами значения переписаны мной с картинки даташита просто для сравнения.

А!... я не заметил этой строчки выше:
"% Result output noise: eno = [3.7756 4.5732 9.5179 4.0283 5.4214 7.6765]"
и смотрел на:
"eno_ds = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23]; % nV/VHz"
У меня все строчки слились, сори :-(, за несправедливую критику.

Но цифры похожи, все равно. Причем, что интересно, все ваши результаты чуть меньше измеренных, как будто в расчетах не учтена какая-то составляющая.

Присмотрелся еще к вашим расчетам - а вы не добавили напряжение шумов источника?
Оно, усилится в Ку раз к выходу (а у вас в расчетах, как раз, чем больще Ку, тем больше различие).
sergunas
Aug 2 2012, 14:54
Цитата(Vovk_Z @ Jun 4 2012, 15:50) *
Присмотрелся еще к вашим расчетам - а вы не добавили напряжение шумов источника?
Оно, усилится в Ку раз к выходу (а у вас в расчетах, как раз, чем больще Ку, тем больше различие).
Под напряжением шумов источника вы понимаете шум eno_rs (обозначение согласно коду Matlab, шум на выходе усилителя от сопротивления Rs)? Но, в формуле для eno этот шум не учавствует, согласно datasheet eno - total output noise power (excluding the noise contribution of RS).

Если, кстати, поверить значеням eno и NF, приведённым на рисунке 7 (eno = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23]; NF = [14.41 10.43 8.81 17.59 16.66 13.56]), и формуле (из datashhet): NF = 10 * log10(1 + (eno ./ eno_rs).^2), то можно вычислить по обратной формуле eno_rs=sqrt(eno.^2 ./ (10.^(NF/10) - 1)). Получаем следующие значения: eno_rs = [0,91 1,82 4,55 0,78 1,45 3,05]. Теперь сравним эти значения eno_rs, полученным по данным с рисунка 7 со значениями eno_rs, вычисляемым по формуле (из datashhet). Ниже приведен код Matlab сравнения:
Код
RF = [150 200 500 150 200 250];
RI = [150 100 100 150 100  50];
RT = [600 1e9 1e9 1e9 1e9 1e9];
RS = [200 200 200  50  50  50];
eno_fig7 = [4.70 5.77 11.69 5.88 9.76 14.23];
NF_fig7 = [14.41 10.43 8.81 17.59 16.66 13.56];
eno_rs_fig7 = sqrt(eno_fig7.^2 ./ (10.^(NF_fig7/10) - 1));

kB = 1.380650424*1e-23; % Дж/К (постоянная Больцмана)
tC = 25;                % градусов по Цельсию
T = tC + 273.15;
St = 4 * kB * T;
enRS = sqrt(St * RS) * 1e9;
RI2pRT = 2*RI .* RT ./ (2*RI + RT);
eno_rs = enRS .* RF ./ RI .* (RI2pRT ./ (RS + RI2pRT));

В итоге, получаем достаточно убедительное совпадение!
eno_rs_fig7 = [0,911191944916043 1,82092455905867 4,54920199808675 0,782875927563210 1,44939443542973 3,05484062570448]
eno_rs = [0,907348801636504 1,81469742180327 4,53674355450817 0,777727510928682 1,45175802454809 3,02449590463848]

Отсюда делаем вывод:
исходные данные, взятые с рисунков:
RF = [150 200 500 150 200 250];
RI = [150 100 100 150 100 50];
RT = [600 1e9 1e9 1e9 1e9 1e9];
RS = [200 200 200 50 50 50];
а также формулы вычисления
теплового шума резистора:
enR = sqrt(4 * kB * T * R) * 1e9
и шума eno_rs
eno_rs = enRS .* RF ./ RI .* (RI2pRT ./ (RS + RI2pRT));
правильные или по крайней мере, наши расчёты соответсвуют понимаю авторов документа.
Но в тоже формула для eno даёт результат, отличный от данных рисунка 7:
eno = [3.7756 4.5732 9.5179 4.0283 5.4214 7.6765]
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.