노이즈 발생기에서 LNA를 사용하는 이유는 무엇입니까?


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에서는 이 애플리케이션 노트 맥심 제너 다이오드의 애벌란 잡음 개의 캐스케이드의 LNA (저잡음 증폭기)에 의해 증폭된다 :

화이트 노이즈 발생기

내 질문이 무엇인지 짐작할 수 있습니다. 처음에 노이즈를 원한다면 왜 저잡음 증폭기를 사용합니까? 일반 opamp가 백색 잡음을 생성하지 않습니까?


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연산 증폭기는 확실히 잡음을 발생 시키지만 결코 흰색이 아닐 수 있습니다 . 흰색으로 알려진 소스를 증폭 하면 실제로 흰색 노이즈임을 확신 할 수 있습니다.
— 코너 울프

답변:


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열 노이즈 및 쇼트 키 노이즈 ( "샷"노이즈) 와 같은 연산 증폭기의 대부분의 노이즈 는 흰색입니다 . 즉 플랫 스펙트럼이 있지만 플리커 노이즈 (일명 1 / f 노이즈)는 그렇지 않습니다. MAX2650은 전체적으로 백색 및 컬러 잡음 이 적다 .

그러나 전체 노이즈가 흰색에 가깝더라도 opamp를 선택하지 않는 다른 이유 가있을 수 있으며 항상 기술적 인 것은 아닙니다. 제조업체의
애플리케이션 노트 는 고객에게 서비스 를 제공하는 것이 아닙니다 . 그들은 또한 제조업체의 제품을 스포트라이트에 배치하기 위한 홍보 수단 이기도 합니다. Maxim의 마케팅 담당자는 MAX2650 이 충분히 관심을 갖지 못한다고 생각했을 수도 있습니다.


추가 정보 :
이 TI 문서 에서는 opamp의 노이즈에 대해 자세히 설명합니다.


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완전히 좋은 답이 있다고 보장 할 수는 없습니다. 그것은 "디자인 아이디어"그리고 그것은 표시 할 수있다 잡지 회로 아이디어를 기반으로하고있다. 디자이너의 추론이 성스러운 글임을 보장하지는 않습니다

그러나

목적은 가능한 한 진정으로 임의의 노이즈를 제공하는 노이즈 소스를 사용하는 것입니다. 그는 지적

  • 이 소스 전류 범위 내에서 노이즈 전력은 ± 1dB 내에서 무작위로 변합니다. 제너 다이오드 고장 현상에서 눈사태 노이즈는 샷 노이즈 (전류에 비례하는), 플리커 노이즈 및 열 노이즈와 같은 다른 노이즈 소스를 지배합니다.

연산 증폭기는 주요 노이즈 소스로서 애벌랜치 노이즈가 없습니다.

그의 그림 2 (아래에 복사 됨)가 더 중요합니다.

  • 하단 곡선은 모든 전원이 꺼진 시스템 출력입니다.
  • 중간 곡선 (주파수가 증가함에 따라 진폭이 상승)은 opner에는 전원이 있지만 제너에는 전원이없는 시스템입니다.
  • 업퍼 곡선 (주파수 증가에 따른 하강 진폭)은 제너 노이즈 소스가 활성화 된 출력입니다.

백색 잡음 발생기 출력 스펙트럼

아마도 모든 전원이 꺼진 상태에서 최상의 결과를 얻을 수 있지만 진폭은 최종 결과보다 46 dB + 낮으며 소스는 잘못 정의되어 있습니다 (최상의).

연산 증폭기 전용 곡선은 최종 결과 (반대 기울기가 있음)만큼 전체적으로 평평하지만 선택한 지점과 훨씬 큰 변동 (5dB 정도의 15dB +, 5dB + 이상) 일반적인 변동성의 정도 순백색 노이즈 소스를 나타내는 경우는 거의 없습니다.

최종 곡선은 쉽게 보상 할 수있는 주파수로 인해 일반적으로 떨어지는 크기를 제외하고는 전체적으로 훨씬 평평합니다. 특히 연산 증폭기 전용 응답의 주요 피크와 정확히 일치하는 여러 주파수에서 다수의 마이너 피크 (2 ~ 5dB 범위)가 있습니다. 이는 제너 소스가 아닌 기본 시스템의 속성이며 전체 성능을 제한하는 기본 앰프의 잡음 ​​출력 결점임을 나타냅니다. 저잡음 장치가 정당하다는 좋은 지표입니다.

즉, 1MHz에서 약 1.3 구간에서 뚜렷한 스파이크가 발생하여 연산 증폭기 전용 플롯에서 약 20dB 스파이크를 제공하고 최종 플롯에서 10dB 스파이크는 어느 정도의 외부 노이즈 소스를 나타냅니다. 주파수는 ~~~ = 2.1MHZ에서 1 ~ 10MHz에서 약 1.3 / 4 = 0.325입니다. 이것은 테스트 기어의 IF 주파수 일 수 있습니다 (1.6 MHz?). 마찬가지로 20Mhz-80MHz op-amp 전용 범위의 높은 크기의 좁은 범위 스파이크는 측정 시스템 또는 op-amp 스퓨리어스 응답을 제안합니다.

흥미롭게도, 잡음 스파이크가 거의 없고 일반적인 변동성이 넓은 80-100 MHz 범위에서 연산 증폭기 전용 응답의 갑작스런 변화 는 최종 출력에서 ​​어느 곳에서도 반영 되지 않습니다 .

전반적으로 op-amp 잡음은 최종 결과의 비 이상성에 중요한 요소 인 것 같습니다. 연산 증폭기 응답에서 관찰 된 "오류"가 최종 결과에서 차감되면 훨씬 우수한 노이즈 소스가 생성됩니다. 저소음 연산 증폭기의 경우에도 마찬가지이므로 더 높은 노이즈 장치는 더 나쁜 결과를 초래했을 것입니다.


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좋아, 나는 당신의 참고를 떠날 것입니다. 그러나 그것은 sig가 제거되는 것과 같은 이유로 mod에 의해 제거 될 것입니다. 나는 한 번 그런 개인 참조를 추가하는 것에 대해 생각했지만 모든 사람과 그의 여동생이 그런 코드를 추가하면 혼란스런 게시물이 어떻게 될지 생각했습니다. 그래서 나는하지 않습니다. 대신 답변에 대한 링크와 함께 PC에서 참조를 유지합니다. 손!
— stevenvh

호기심에서, 참조의 목적은 무엇입니까?
— drxzcl

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사회자- "질문이있을 때"-우리는 지금 영원 속에 살고있는 것은 아닙니다.
— Russell McMahon

RE "모든 전원이 꺼진 상태에서 최상의 결과를 얻을 수 있습니다."이 곡선은 가장 평평한 것일 수 있지만 스펙트럼 분석기 자체의 입력 기준 노이즈를 측정 한 것일 수 있으므로 테스트 소스로는 그리 좋지 않습니다. 다른 장치들.
— 광자

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그들은 모든 연산 증폭기를 사용하여 작업을 수행 할 수있었습니다. 다이오드의 일반 잡음은 첫 번째 연산 증폭기 (열 잡음보다 ~ 40dB 높음)로 너무 높아서 "신호"(여기서는 원하는 잡음)-잡음 비율이 이미 확고하게 설정되어 있으며 연산 증폭기 선택이 변경되지 않습니다. 또는 색칠하십시오.


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Russell의 답변 곡선과 MAX2650 증폭기의 18.3dB 스펙 게인에서 보면 증폭 전의 제너 노이즈는 약 -86dBn이다. 또는 분석기의 노이즈 플로어보다 약 10dB 높습니다. 40 dB를 어떻게 생각합니까?
— 광자
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