ノイズジェネレーターでLNAを使用する理由


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このマキシムAPPNOTEツェナーダイオードのアバランシェノイズは2つのカスケードのLNA(低雑音増幅器)によって増幅されます。

ホワイトノイズジェネレーター

あなたは私の質問が何であるか推測できます:そもそもノイズが必要なのに、なぜ低ノイズのアンプを使うのですか?通常のオペアンプはホワイトノイズを生成しませんか?


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オペアンプは確かにノイズを発生しますが、決して白色ではありません。ホワイトであることがわかっているソースを増幅することにより、それが本当にホワイトノイズであると確信できます。
コナーウルフ

回答:


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熱ノイズショットキーノイズ(「ショット」ノイズ)など、オペアンプのほとんどのノイズは白色です、つまりフラットスペクトルを持ちますが、たとえばフリッカーノイズ(別名1 / fノイズ)はそうではありません。MAX2650のノイズは全体的低く、白と色の両方があります。

しかし、全体的なノイズが白に近い場合でも、オペアンプを選択しない他の理由があり、それらは常に技術的ではありません。メーカーによる
アプリケーションノートは、顧客にサービスを提供するだけではありません。彼らはまた/主にプロモーションです手段で、製造業者の製品にスポットライトを当てます。マキシムのマーケティング担当者は、MAX2650が十分な注目を集めていないと考えたのかもしれません。


さらに読む
このTIドキュメントでは、オペアンプのノイズについて詳しく説明しています。


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完全に良い答えがあるという保証はありません。これは「デザインアイデア」であり、表示されますことがあり雑誌回路の考え方に基づいています。デザイナーの推論は神聖な令状であるとは限りません

だが

目的は、可能な限り真にランダムなノイズを提供するノイズソースを使用することです。彼は

  • このソース電流範囲内では、ノイズ電力は±1dB以内でかなりランダムに変化します。ツェナーダイオードのブレークダウン現象では、アバランシェノイズは、ショットノイズ(電流に比例する)、フリッカーノイズ、熱ノイズなどの他のノイズソースよりも支配的です。

オペアンプには、支配的なノイズ源としてアバランシェノイズはありません。

彼の図2(下にコピー)はさらに重要です。

  • 下の曲線は、すべての電源をオフにしたシステム出力です。
  • 中央の曲線(周波数が高くなるにつれて振幅が大きくなる)は、電源はツェナーではなくオペアンプにあるシステムです。
  • 上曲線(周波数が高くなるにつれて振幅が小さくなる)は、ツェナーノイズソースがアクティブな場合の出力です。

白色雑音発生器の出力スペクトル

おそらく、すべての電源を切った状態で最良の結果が得られますが、振幅は最終結果よりも46 dB +低く、ソースの定義は(せいぜい)不十分です。

オペアンプのみの曲線は、最終結果と同じように全体的に平坦ですが(逆の勾配で)、選択したポイントでの変動が非常に大きく、いくつかの非常に大きな変動(15 dB +の5スパイク、5 dB +の多く、および一般的なばらつきの度合い:本物のホワイトノイズソースの兆候はほとんどありません。

最終曲線は、簡単に補正できる周波数で一般に低下する大きさを除いて、全体的にずっとフラットに近くなっています。特に、オペアンプのみの応答の主要なピークに正確に対応するいくつかの周波数に、多数の小さなピーク(2〜5 dBの範囲)があります。これは、これらがツェナーソースではなく基本システムの属性であり、全体的なパフォーマンスを制限しているのは基本アンプのノイズ出力の欠点であることを示しています。これは、低ノイズデバイスが正当化される良い指標です。

とはいえ、1 MHzから約1.3目盛りの顕著なスパイクは、オペアンプのみのプロットで約20 dBのスパイクを与え、最終プロットで10 dBのスパイクを与えると、ある程度の外部ノイズ源が示唆されます。周波数は、ログスケール~~~ = 2.1 MHZで1〜10 MHzの約1.3 / 4 = 0.325です。これは、テストギアのIF周波数(1.6 MHz?)である可能性があります。同様に、20 MHz〜80 MHzのオペアンプのみの範囲にある高振幅の狭い範囲のスパイクは、システムまたはオペアンプのスプリアス応答の測定を示唆しています。

興味深いことに、80〜100 MHzの範囲でのオペアンプのみの急激な変化は、ノイズスパイクがほとんどなく、一般的なばらつきが大きく、最終出力のどこにも反映されていません

全体として、オペアンプのノイズは最終結果の理想的でない主な要因であると思われます。オペアンプの応答で観測された「誤差」を最終結果から差し引くと、はるかに優れたノイズ源が生成されます。これは低ノイズのオペアンプの場合に当てはまるため、ノイズの多いデバイスではさらに悪い結果が得られたようです。


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わかりました、参照を残します。ただし、sigが削除されるのと同じ理由で、modによって削除される可能性があります。私もかつてそのような個人的な参照を追加することを考えていましたが、誰もが彼の妹がそのようなコードを追加すると混乱した投稿になると思いました。だから私はそれをしません。代わりに、回答へのリンクを使用して、参照をPCに保存します。手!
-stevenvh

好奇心から、参照の目的は何ですか?
drxzcl

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モデレーター-「尋ねられたとき」に再-永遠に生きているわけではありません。
ラッセルマクマホン

RE「間違いなくすべての電源オフで最良の結果が得られます」、3つの曲線の中で最も平坦かもしれませんが、おそらくスペクトルアナライザ自体の入力換算ノイズの測定であるため、テストのソースとしてはあまり良くありません他のデバイス。
フォトン

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彼らは仕事をするために任意のオペアンプを使用できたでしょう。ダイオードの発生ノイズは非常に高いため、最初のオペアンプ(熱ノイズより40dB高い)に入るため、「信号」(ここでは目的のノイズ)/ノイズ比は既にしっかりと確立されており、オペアンプの選択は変更されませんまたはそれを着色します。


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ラッセルの答えの曲線と、MAX2650アンプの18.3 dB仕様のゲインから、増幅前のツェナーノイズは約-86 dBnのように見えます。または、アナライザのノイズフロアより約10 dB高くなります。40 dBはどのように計算しますか?
光子
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