抵抗ノイズを定量化する低ノイズアンプ

騒音は私たちの周りのどこにでも存在し、聴覚的な騒音は耳で簡単に気付くことができますが、電子騒音は適切な道具でも定量化するのがはるかに困難です。 スペクトラムアナライザはノイズ測定のための最も便利なツールですが、見ている信号に独自のノイズを追加することもできます。 [Limpkin] スペクトラムアナライザを使用して、非常に小さなノイズ信号を測定する作業を行い、その結果を次のように共有しました。 包括的なブログ投稿。

彼が設定した目標は、RFシステムの入力と出力で最も一般的なインピーダンスである50オーム抵抗で発生するノイズを測定することでした。 の公式 Johnson-Nyquistノイズパワー 1ヘルツ帯域幅で予想されるノイズ電圧はわずか0.9ナノボルトです。 これは、すべての規格で非常に小さく、一般的なスペクトラムアナライザのノイズフロアよりはるかに小さいサイズです。 [Limpkin] したがって、1対の9ボルトバッテリで動作する超低ノイズオペアンプを使用して、ノイズ信号を100倍にクランキングするアンプと信号バッファを設計しました。

しかし、この回路には問題があった。 入力に存在するすべてのドリフトDC電圧も、アナライザの敏感な入力ポートを損傷する可能性のあるレベルに増幅されます。 これを防ぐために、 [Limpkin] 彼のアンプにクリッパー回路を追加することにしました。 これは、アンプの出力電圧を継続的に監視し、200ミリボルトを超えると、シリコンスイッチを介して切断される一対のコンパレータで構成されています。 [Limpkin] 美しく加工されたケースに回路をパッケージングし、高速入力過渡現象がある場合でもクリッパーが安定して動作することを確認するために様々なテストを行いました。

クリッパーが所定の位置にある場合、計画された騒音測定を実行するのは安全でした。 最終結果は？ 理論上予測した通り、約0.89nV。 ナノボルトレベルの信号を測定するには、通常、ノイズを最小限に抑えるために非常に正確な機器と多くのトリックが必要です。 しかし、時々ノイズはラジオトランスミッタを作成するために必要なものです。 ヒントありがとう、 [alfonso32]！