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 노이즈쇼트 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 잡음적다 .

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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