Малошумящий усилитель для измерения шума резистора

Шум окружает нас повсюду, и если акустический шум легко распознать нашими ушами, то электронный шум трудно распознать даже с помощью правильных инструментов. Анализатор спектра является наиболее удобным инструментом для измерения шума, но он также добавляет свой собственный шум к любому сигналу, на который вы смотрите. [Limpkin] Он работал над измерением очень слабых шумовых сигналов с помощью анализатора спектра и поделился своими результатами в Подробный пост в блоге.

Его самостоятельная цель состояла в том, чтобы измерить шум, создаваемый импедансом 50 Ом, наиболее распространенным импедансом на входе и выходе радиочастотных систем. Формула Сила шума Джонсона Найквиста Это говорит нам о том, что ожидаемое шумовое напряжение в полосе пропускания один герц составляет всего 0,9 нановольта — мало по любым стандартам и на порядок меньше, чем уровень шума типичного анализатора спектра. [Limpkin] Поэтому он разработал усилитель и буфер сигнала для усиления шумового сигнала в 100 раз, используя усилители с очень низким уровнем шума, работающие от пары 9-вольтовых батарей.

Однако с этой схемой была проблема: любое паразитное постоянное напряжение, присутствующее на ее входах, также усиливалось до уровней, которые могли повредить чувствительный входной порт анализатора. чтобы предотвратить это, [Limpkin] Он решил добавить в свой усилитель ножничную схему. Он состоит из пары компараторов, которые постоянно контролируют выходное напряжение усилителя и отключают его через кремниевый переключатель, если оно превышает 200 мВ. [Limpkin] Он упаковал свою схему в красиво изготовленный корпус и провел различные тесты, чтобы убедиться, что ограничитель надежно работает даже при наличии быстрых переходных процессов на входе.

С ножницами на месте можно было безопасно провести запланированные измерения шума. Окончательный результат? около 0,89 нВ, как и предсказывает теория. Измерение сигналов уровня нановольт обычно требует очень точного оборудования и множества приемов снижения шума. Иногда шум — это как раз то, что нужно для создания радиопередатчика. Спасибо за совет, [alfonso32]!