Questo amplificatore operazionale vanta un rumore di ingresso di 0,9 nV / √Hz, che è approssimativamente uguale al rumore di Johnson di un resistore da 50 Ω.Se non metti resistenze più piccole di quelle intorno, stai sprecando alcune delle prestazioni di questo amplificatore operazionale e probabilmente dovresti acquistare qualcosa di più economico.

Un'altra identità utile è 1 kΩ ≈ 4 nV / √Hz, poiché ci sono molti più amplificatori operazionali con rumore di ingresso intorno a quel livello.

Se fai riferimento alla figura 34, il rumore totale (che si presume sia la regione del rumore bianco sia per en che in) è circa 8 volte migliore con una resistenza della sorgente di 10 ohm rispetto a 1K.

Ricorda che non è solo la tensione del rumore e il rumore Johnson-Nyquist dei resistori di retroazione, ma la corrente del rumore in ingresso moltiplicata per la resistenza vista guardando dall'ingresso invertente.

I transistor all'ingresso funzionano a correnti molto elevate, quindi il rumore di tensione è piuttosto basso, ma il rumore di corrente ha un costo.

Tutti si aggiungono in quadratura, ovviamente, poiché in genere non sono correlati.

I resistori come mostrato sono tollerabili per oscillazioni di uscita piccole e se non ti interessa troppo l'accuratezza del guadagno.

Con onore a Walt Jung (di ADI, et al), valori bassi di resistori possono causare una distorsione THERMAL rilevabile. Guida l'opamp con 20Hz e 2.000Hz; usa un analizzatore di spettro e vedrai l'uscita a 2.000 Hz con alcune bande laterali da 20 Hz.

Che cosa significa? Usa resistori fisicamente più grandi. O sperimentare resistori con diverse strutture di elementi resistivi? La lima di metallo molto sottile con bordi a spirale ha un tempo molto veloce per il riscaldamento / raffreddamento, poiché il calore viene scaricato nel nucleo in ceramica / argilla.

E l'amplificatore operazionale potrebbe aver bisogno di un BUFFER, per evitare di generare distorsione termica poiché il silicio subisce un riscaldamento transitorio, poiché i transistor UP si spengono e i transistor DOWN si spengono.

Ad esempio, ecco un circuito con amplificatore operazionale da 1nanoVolt / rtHz e resistori da 26 ohm; l'ingresso è 100 microVolt PeakPeak; notare che la larghezza di banda molto ampia (oltre i 10 MHz) causa uno scarso rapporto segnale-rumore. Con un input così piccolo, la distorsione termica transitoria è solo 1,9 nanoVolt. Ti chiedi cosa succede per tensioni di ingresso maggiori, utilizzando le stesse resistenze?

Ecco cosa è successo per un ingresso 10 volte più grande: 1.000 microVolt PeakPeak. Le prime resistenze a due stadi sono invariate; otteniamo molta distorsione termica (110 microVolt). Per evitare di sovraccaricare l'ADC, il terzo stadio di guadagno ora fornisce solo 20dB di guadagno.

Quali sono i valori della resistenza?

Stadio 1 (S1): Rg = 26 ohm, Rfb = 497 ohm (guadagno di 26 dB)

Fase 2 (S2): Rg = 19 ohm, Rfb = 282 ohm (guadagno di 24 dB)

Stadio 3 (S3): Rg = 1046 ohm, Rfb = 9422 ohm (guadagno di 20 dB)

Ancora una volta, la distorsione termica con un ingresso di 100uVPP era di 1,9 nanoVolt. Tuttavia, con 1.000uVPP, la distorsione è salita a 110 microVolt.

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Argomento separato: l'opamp adi ha solo 70dB di PSRR a 10KHz. 70dB è 3.000: 1. E allora?Un regolatore VDD con rumore termico sarà un problema?Alcuni LDO hanno un rumore interno equivalente di 10.000.000 ohm (spesso nei resistori di retroazione servo in poli-silicio e nelle coppie di differenze che operano in sottosoglia a 100 nanoAmp correnti).Questo produce un rumore termico casuale di 1 microvolt per rootHertz sulla guida VDD "pulita".È un rischio?

Se hai una PSRR di 60 dB a 10 KHz, 1 microVolt diventa 1 nanoVolt riferito all'ingresso, che è un aumento di 3dB del rumore di fondo dell'amplificatore operazionale.E a 100 KHz, l'opamp ha solo 50 dB di PSRR (da un grafico di un foglio dati).

Riepilogo: prestare attenzione al rumore casuale del binario VDD.E non pensare di usare switchRegs in questi sistemi, a meno che tu non

---- utilizzare schermatura magnetica

---- utilizzare la schermatura del campo elettrico

---- presta attenzione alla costruzione di "batterie locali" per i due binari dell'operazionale

---- progetta il terreno, con fessure, ecc. per tenere la spazzatura lontana dall'opamp

Questa è una buona domanda e un esempio di compromesso di design.

Quale sarebbe il rumore RTO (riferito all'uscita) se i due resistori della rete di feedback fossero 1 kohm?Sarebbe circa 5,6 nV / rtHz e dominato da quelle resistenze.

Pensa a cosa succederebbe se trasformassi i resistori da 26,1 ohm della scheda tecnica in resistori da 2,6 ohm o 261 ohm?Quali effetti ha sul circuito?A 2,6 ohm, la distorsione sarebbe peggiore, così come l'oscillazione del segnale, mentre il rumore sarebbe migliore di frazioni di dB.A 261 ohm, la tua distorsione sarebbe migliore, forse il tuo swing (dipende dalla fornitura, vedi fig 5), ma il tuo rumore sarebbe peggiore.

Non lo vedevo come un componente nella mia versione di LTSpice, ma sarebbe un esercizio di simulazione interessante.Oppure, se disponi di un laboratorio completo, fai il breadboard e misura la figura di rumore e la distorsione per i due casi.

Un grafico nella scheda tecnica dell'amplificatore operazionale mostra il clipping con un'oscillazione della tensione di uscita di solo più e meno 2 V nei resistori da 26,1 ohm, il che potrebbe non essere sufficiente.