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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Signal-Rausch-Abstand bei OpAmp aus Messwerten bestimmen


Autor: jacqueline (Gast)
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Hallo,

es muessen uV-AC-Signale im Bereich von 1 bis 300Hz gemessen werden, 
wobei die Frequenzen ueberlagert auftreten. Das Signal geht durch einen 
Operationsverstaerker, der als Spannungsfolger beschaltet ist und als 
Impedanzwandler dienen soll, da der Eingangswiderstand der Signalquelle 
im Bereich von 30-40kOhm liegt. Dahinter kommt ein Verstaerker der von 
seinen Raumdimensionen her groesser ist und daher weiter von der 
Signalquelle entfernt stehen muss. Die Datanblaetter der 
Operationsverstaerker geben ueber den Signal-Rausch-Abstand in niedrigen 
Frequenzbereichen nichts her. Da ich bereits mehrfach gelesen habe, dass 
das Rauschen von Operationsverst"arn mit sinkender Frequenz zunimmt, 
muss ich den Signal-Rausch-Abstand also selbst messen/berechnen. Ich 
habe ueber einen Frequenzbereich von 1-100Hz mit Hilfe eines 
Signalgenerators ein 50uV-Sinus-Signal einmal direkt und einmal ueber 
den Spannungsfolger in den Endverstaerker gegeben. Die Messung fand in 
einem Farraday-Kaefig statt, sodass sich Einstreuungen von aussen 
relativ gering auswirken sollten. Wie berechne ich jetzt daraus den 
Signal-Rausch-Abstand? Soll ich einfach die Mittelwerte ueber den 
Zeitverlauf zu der jeweiligen Frequenz der beiden Signale bilden und 
voneinander abziehen, oder soll ich die Werte zu jedem Zeitpunkt erst 
voneinander abziehen und dann den Mittelwert ueber den Zeitverlauf 
bilden, oder....? Es waere gut, wenn mir irgendwer von euch bei diesem 
Problem helfen koennte, weil ich sowas noch nie gemacht habe.

liebe Gruesse,

Jacqueline

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Der RMS-Wert des Rauschens wird üblicherweise abgeschätzt:

Zunächst nimmst du das Original-Setup ohne Änderungen und beobachtest 
mit einem Oszilloskop den Ausgang, am besten ohne aktives Nutzsignal. Da 
du nur an Frequenzen über 1Hz interessiert bist, solltest du nicht 
länger als 1 Sekunde messen. Jetzt bestimmst du einfach durch verändern 
der Triggerschwelle den Wert des maximalen Peaks und schätzt daraus den 
RMS-Wert näherungsweise ab, indem du diesen Wert durch 3,3 teilst.

Beispiel: Maximum des Rauschens war 2,8Vp, also ist der RMS-Wert 
0,85Vrms.

Dieser Umrechnungsfaktor nimmt an, daß die Wahrscheinlichkeit einen noch 
höheren Peak im Beobachtungszeitraum zu finden weniger als 0,1% ist. 
Wenn du also immer öfter über 1sec mißt, wirst du immer größere 
Peak-Werte finden, aber eben mit erheblich abnehmender 
Wahrscheinlichkeit. Nimm den Maximalwert aus zehn Einzelmessungen, das 
dürfte genügen.

Kai Klaas

Autor: jacqueline (Gast)
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Hi, danke fuer den Hinweis. Ich habe wie oben schon geschrieben bereits 
im Bereich von 1-100Hz bei 50 Mikrovolt Vpp gemessen und diese Messungen 
ueber jeweils 10s aufgezeichnet vorliegen. Kann ich ueber diese 
Messwerte jetzt auch einfach den RMS-Wert bilden, wenn ich sie schonmal 
habe, oder ist die andere Methode einfacher? Bei der anderen Methode 
muss ich naemlich erstmal wieder einen Termin fuer die Nutzung der 
Messkammer besorgen und das wird vermutlich erst wieder in einer Woche 
moeglich sein :/
Eine andere Frage ist zur Frequenzabh"angigkeit des Rauschens. Das 
Rauschen wird doch normalerweise im Datenblatt (TL074) in V/sqrt(Hz) 
angegeben. Damit scheint es sich ja mit der Frequenz zu aendern. Wenn 
ich jetzt den Eingang ohne aktives Signal bzw. mit dem Eingang an GND 
messe, waere doch das Rauschen unendlich gross, weil die Frequenz als 
gegen 0Hz gehend angenommen werden muss, oder verstehe ich da jetzt mal 
wieder was falsch?

lg

Jacqueline

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Hi, danke fuer den Hinweis. Ich habe wie oben schon geschrieben bereits
>im Bereich von 1-100Hz bei 50 Mikrovolt Vpp gemessen und diese Messungen
>ueber jeweils 10s aufgezeichnet vorliegen. Kann ich ueber diese
>Messwerte jetzt auch einfach den RMS-Wert bilden, wenn ich sie schonmal
>habe, oder ist die andere Methode einfacher? Bei der anderen Methode
>muss ich naemlich erstmal wieder einen Termin fuer die Nutzung der
>Messkammer besorgen und das wird vermutlich erst wieder in einer Woche
>moeglich sein :/

Ja, das sollte gehen. Zehn Messungen über 1sec ist ja das selbe wie eine 
Messung über 10sec.

>Eine andere Frage ist zur Frequenzabh"angigkeit des Rauschens. Das
>Rauschen wird doch normalerweise im Datenblatt (TL074) in V/sqrt(Hz)
>angegeben. Damit scheint es sich ja mit der Frequenz zu aendern. Wenn
>ich jetzt den Eingang ohne aktives Signal bzw. mit dem Eingang an GND
>messe, waere doch das Rauschen unendlich gross, weil die Frequenz als
>gegen 0Hz gehend angenommen werden muss, oder verstehe ich da jetzt mal
>wieder was falsch?

Nein, glücklicherweise nicht, wenn die Rauschspannung genügend wenig 
steil ansteigt. Dann geht die Rauschspannung gegen einen Grenzwert.

Aber du hast völlig Recht, für extrem rauscharme Messungen ist die 
Steilheit der Rauschspannungskurve zu niergigen Frequenzen hin (auch die 
der Rauschstromkurve!) von großem Einfluß. Man sollte einen OPamp 
verwenden, dessen Steilheit möglichst gering ist. Extrem rauscharme 
OPamp verhalten sich übrigens meist so.

Kai Klaas

Autor: jacqueline (Gast)
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Danke fuer die schnelle Antwort. Wie genau bastle ich mir jetzt daraus 
den Signal-Rausch-Abstand. Aus dem Wort heraus ergibt sich ja, dass ich 
einmal das Signal und einmal das Rauschen brauche. In meinem ersten 
Beitrag habe ich ja geschrieben, dass ich das Signal einmal direkt mit 
dem Hauptverst"arker vom Signalgenerator abgenommen habe und einmal den 
Spannungsfolger (1 Kanal des TL074 aktiv, die anderen 3 an GND) mit 
annaehrend gleicher Kabellaenge dazwischen geschaltet hatte. Muss ich 
jetzt zur Ermittlung des Signal-Rausch-Abstandes die RMS-Werte 
frequenzweise voneinander subtrahieren? Wie ist es mit der Angabe in DB? 
Rechne ich 20*log(Sig_Roh/Sig_OP) oder wie mache ich das?

lg

Jacqueline

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Danke fuer die schnelle Antwort. Wie genau bastle ich mir jetzt daraus
>den Signal-Rausch-Abstand. Aus dem Wort heraus ergibt sich ja, dass ich
>einmal das Signal und einmal das Rauschen brauche. In meinem ersten
>Beitrag habe ich ja geschrieben, dass ich das Signal einmal direkt mit
>dem Hauptverst"arker vom Signalgenerator abgenommen habe und einmal den
>Spannungsfolger (1 Kanal des TL074 aktiv, die anderen 3 an GND) mit
>annaehrend gleicher Kabellaenge dazwischen geschaltet hatte. Muss ich
>jetzt zur Ermittlung des Signal-Rausch-Abstandes die RMS-Werte
>frequenzweise voneinander subtrahieren? Wie ist es mit der Angabe in DB?
>Rechne ich 20*log(Sig_Roh/Sig_OP) oder wie mache ich das?

Ich checke jetzt nicht gerade, "was" du genau "womit" verbunden hast. 
Deswegen habe ich ja auch geschrieben, daß du das Original-Setup 
verwenden solltest. Ein Plan wäre ganz hilfreich...

Letztlich muß du das Nutzsignal ins Verhältnis zum Rauschen setzen:

Noise(db) = 20 x log (Sig_Nutz(rms) / Noise(rms))

Rauschspannungen addierst du übrigens geometrisch, also:

U_noise_ges^2 = U_noise_1^2 + U_noise_2^2

Kai Klaas

Autor: jacqueline (Gast)
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Ich hatte den Signalgenerator einmal direkt mit dem Endverstaerker 
verbunden, um so das Nutzsignal zu erhalten. Ich nenne es jetzt mal:
 Dann hatte ich den Spannungsfolger zwischen dem Signalgenerator und dem 
Endverstaerker, um so das Nutzsignal+Noise zu erhalten:
 Daraus wollte ich dann die Rauschspannung berechen, indem ich
 ueber den gesamten Zeitverlauf jeweils einer gemessenen Frequenz 
berechne. Das habe ich wegen der o.g. Frequenzabh"angigkeit des Noise 
gemacht, weil ich ja bei unbeschaltetem Eingang keine 
Frequenzabh"angigkeit bekommen kann. Wenn ich den Signal-Rausch-Abstand 
frequenzweise in dB haben will, kann ich dann
 berechnen oder muss ich erst
 berechnen und dann
 berechnen?

lg

Jacqueline

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hallo Jacqueline,

im Datenblatt ist die typische Rauschkurve abgebildet. Damit kannst du 
die zu erwartende Rauschspannung berechnen.

Zur Kontrolle einfach zwei Verstärker mit jeweils Verstärkung 300 
hintereinander schalten um die Rauschspannung zu verstärken. Dann mit 
einem RMS-Voltmeter messen. Natürlich müssen diese rauscharmen 
Nachverstärker auf insgesamt 1Hz bis 300Hz Bandbreite begrenzt werden.

Autor: Arc Net (arc)
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Keine Lust auf lange Erklärungen.
Stichworte: SNR, FFT, cross correlation
http://www.elisanet.fi/mnentwig/webroot/SNR_FFT_co...

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Falls man bestimmen kann, was und speziell wie gemessen werden kann, 
nimmt man ueblicherweise einen Lock-in Amplifier. Damit kann man noch 
Signale weit unterhalb des Rauschens messen.

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Hallo,

> einem Farraday-Kaefig statt, sodass sich Einstreuungen von aussen
> relativ gering auswirken sollten.

Das sollte man Anhand einer Rauschspektrumsanalyse erst nochmal 
verifizieren! Ich wette 5 Gummibärchen, dass da noch ordentlich 
50/100/150 Hz dabei ist.

> Wie berechne ich jetzt daraus den
> Signal-Rausch-Abstand?

Gar nicht. Was würde passieren, wenn Du 100 uV anlegst? Die SNR würde 
plötzlich doppelt so gut! Wuhuuu!

> Soll ich einfach die Mittelwerte ueber den
> Zeitverlauf zu der jeweiligen Frequenz der beiden Signale bilden und
> voneinander abziehen, oder soll ich die Werte zu jedem Zeitpunkt erst
> voneinander abziehen und dann den Mittelwert ueber den Zeitverlauf
> bilden, oder....?

Oh weh...

> Jacqueline

Also Schnucki, dann erklären wir es mal ;-)

Mein Vorschlag:

Hauptverstärkereingang kurzschließen an dem Stecker der in Deinen 
Vorverstärker geht. RMS Rauschwert messen. Deinen Verstärker anschließen 
und nun seinen Eingang kurzschließen. Wieder RMS Wert messen. Anschauen 
wie sich Rauschen addiert und Du hast Dein Ergebnis als zusätzliche 
Rauschspannung. Und dann kommt der eigentliche Trick! Das SNR berechnet 
sich aus dem Wertebereich Deines Systems (12 bit zB, 4,096 mV etc...., 
musste mal testen was da maximal geht und ob der gesamte Wertebereich 
des ADC ausgefüllt wird, oder der Verstärker vorher sättigt) durch Deine 
Gesamt-Rauschspannung. Vergleichen kannst Du dann SNR ohne Deine 
Schaltung vs. SNR mit Deiner Schaltung. Signal=Wertbereich, 
Noise=Rauschspannung. RMS, P2P, je nach Definition. Kannste Dir 
vermutlich selbst raussuchen.

Autor: Grolle (Gast)
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Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Deinen Verstärker anschließen und nun seinen Eingang kurzschließen.
>Wieder RMS Wert messen.

Kurzschließen des Eingangs ergibt nur dann den richtigen Wert, wenn die 
Quellimpedanz der Signalquelle 0 Ohm ist, was ich aber bezweifle, weil 
wohl ein Impedanzwandler nötig ist.

Man könnte mit dem Impedanzwandler eine zusätzliche Verstärkung 
durchführen, wenn das Rauschen des Hauptverstärkers stören sollte.

>Und dann kommt der eigentliche Trick! Das SNR berechnet
>sich aus dem Wertebereich Deines Systems (12 bit zB, 4,096 mV etc....,

Der Signal-Rauschabstand wird oft nicht auf den maximalen 
Aussteuerbereich bezogen, sondern eher auf einen Nennpegel.

>Also Schnucki, dann erklären wir es mal ;-)

Das hätte mal ein Mann schreiben sollen...

>Falls man bestimmen kann, was und speziell wie gemessen werden kann,
>nimmt man ueblicherweise einen Lock-in Amplifier.

Ja, du mußt eine unverfälschte Kopie des Meßsignals haben, also seine 
exakte Frequenz und exakte Phase kennen. Am besten, in dem du das 
Meßsignal selbst erzeugst, was aber sehr oft nicht geht...

Kai Klaas

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Kai Klaas schrieb:
>>Deinen Verstärker anschließen und nun seinen Eingang kurzschließen.
>>Wieder RMS Wert messen.
>
> Kurzschließen des Eingangs ergibt nur dann den richtigen Wert, wenn die
> Quellimpedanz der Signalquelle 0 Ohm ist, was ich aber bezweifle, weil
> wohl ein Impedanzwandler nötig ist.

Naja, die Jacki will ja offenbar das Rauschen dieses Wandlers messen. 
Wenn die Quellimpedanz angeblich ja 40 kOhm ist, macht es wenig Sinn, an 
denen zu messen, das kann man sich dann berechnen oder getrennt messen. 
Aber um festzustellen, wieviel Ruaschen der Impedanzwandler einfügt, 
wird es wohl nicht ohne Kurzschließen gehen, oder?

> Man könnte mit dem Impedanzwandler eine zusätzliche Verstärkung
> durchführen, wenn das Rauschen des Hauptverstärkers stören sollte.

Wenn ich das richtig verstehe hat sie genau das gemacht, und es geht 
jetzt um das Rauschen dieses Impedanzwandlers.

> Der Signal-Rauschabstand wird oft nicht auf den maximalen
> Aussteuerbereich bezogen, sondern eher auf einen Nennpegel.

Wie gesagt, was die Definition von SNR in ihrem Fall ist, muss sie 
selbst herausfinden. Ich habe in ihrem Post aber keinen Nennpegel 
gefunden, und gehe davon aus, dass es den dann offenbar nicht für diese 
Anwendung gibt. Da macht der Wertebereich wohl am meisten Sinn, oder?

> Ja, du mußt eine unverfälschte Kopie des Meßsignals haben, also seine
> exakte Frequenz und exakte Phase kennen. Am besten, in dem du das
> Meßsignal selbst erzeugst, was aber sehr oft nicht geht...

Tja, und zusätzlich war das auch nicht im Ansatz die Frage...

Autor: Jacqueline (Gast)
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Danke an euch alle,

der Nennpegel ist ca. 50 Microvolt. Das Messsignal habe ich in Form 
eines Sinussignals über einen Signalgenerator erzeugt, der laut 
Datenblatt eine Ausgangsimpedanz von 50kOhm hat, also meinem zu 
messenden Signal recht nahe kommt. Dann habe ich das Signal über 
verschiedene Frequenzen einmal direkt per Kabel in den Hauptverstärker 
geschickt und einmal meinen Impedanzwandler dazwischengeschaltet. Dass 
das Rauschen auf den Signalpegel bezogen wird, sagt ja irgendwie schon 
der Name, aber was das Ausrechnen angeht, so ergibt sich halt das 
Problem, dass das Datenblatt erst bei 10Hz anf"angt und der TL074 da 
ausserdem mit +-15V betrieben wird (siehe Bild). Ich betreibe ihn mit 
+-4.8V per Akkus und mich interessieren auch die Frequenzen unter 10Hz. 
Darum die eigene Messung und die ganzen Umst"ande.

Kann ich das jetzt eigentlich nach der Formel
 mit
berechnen oder geht das nicht?

liebe Gruesse,

Jacqueline

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Irgendwie haben dich alle auf den Holzweg geschickt.
Hier gilt der Spruch: "Wenn dich die bösen Buben locken, so folge ihnen 
nicht."
Und hier waren eine ganze Schar "Buben" mit "bösen" Ratschlägen zu 
Werke.

Du sollst einfach das Rauschen mit Signal 0,000000V messen!
Natürlich mit dem richtigen Quellwiderstand.

Was da raus kommt setzt du ins Verhältnis zu deinen 50uV.
Der Kehrwert davon ist der gesuchte Signal/Rauschabstand.
Wenn das dabei zu messende Signal zu klein sein sollte, dann bau einen 
rauscharmen Verstärker dazwischen. Das ist keine Kunst. Bei deinen 
50kOhm Quellwiderstand rauscht es eh schon mit 28,5nV/sqrtHz.
Hast du meinen letzen Vorschlahg überhaupt gelesen?

Autor: Jacqueline (Gast)
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Hi Helmut,

ich habe deinen letzten Beitrag gelesen, aber nur meinen Impedanzwandler 
und den bereits genannten Hauptverstärker und ein billiges Multimeter 
von Conrad. Ausserdem hab ich ja vorhin schon geschrieben, dass das 
Datenblatt nicht den ganzen Frequenzbereich und andere 
Betriebsspannungen enth"alt (Bild in meinem letzten Beitrag). Wenn ich 
den Impedanzwandler mit 50kOhm an 0V hänge und das Signal dann 10s 
aufzeichne, soll ich dann den RMS-Wert (RMS(U_noise)) davon zu meinen 
50uV ins Verhältnis setzen zu:

Das wäre ja relativ schnell machbar aber frequenzunabhängig. Wie kann 
ich eine 0V-Amplitude bei verschiedenen Frequenzen messen?

lg

Jacqueline

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Moinsen,

Jacqueline schrieb:

> der Nennpegel ist ca. 50 Microvolt.

Wieso 50 Mikrovolt? Warum nicht 30, 60 oder 200?

> Das Messsignal habe ich in Form
> eines Sinussignals über einen Signalgenerator erzeugt, der laut
> Datenblatt eine Ausgangsimpedanz von 50kOhm hat,

Sicher, dass das 50 kOhm und nicht 50 Ohm sind? 50 kOhm als 
Ausgangsimpedanz hört sich extremst hoch an.

> +-4.8V per Akkus und mich interessieren auch die Frequenzen unter 10Hz.
> Darum die eigene Messung und die ganzen Umst"ande.

Hast Du mal probiert was ich geschrieben habe? Eingang HV kurzschließen, 
aufzeichnen, Rauschamplitude bestimmen. VV anschließen, Einang VV 
kurzschließen, messen.
Da irgendwo einen Widerstand reinzubringen wird kaum Sinn machen, denn 
das Rauschen dieses Widerstandes ist nur sein Problem, und nicht das 
Deiner Schaltung! Nimmst Du Metallschicht, bekommst Du uU was anderes 
als Kohle, und elektrochemische Grenzschichten (nur um mal ein komplett 
abwegiges Bsp zu nennen) verhalten sich wieder völlig anders. Man kommt 
nicht unter das thermische Rauschen, aber man kommt drüber.

>
> Kann ich das jetzt eigentlich nach der Formel
 mit
>
> berechnen oder geht das nicht?

Nein, das geht nicht, da Du nicht weißt welche Referenzamplitude Du 
brauchst. Warum gerade 50 uV? Das ist ein vollkommen arbiträrer Wert.


Helmut S. schrieb:
> Du sollst einfach das Rauschen mit Signal 0,000000V messen!

Genau.

> Natürlich mit dem richtigen Quellwiderstand.

Würde ich eher nur zusätzlich machen, besonders wenn Du den wirklichen 
Widerstand später nicht genau kennst bzw. seine Eigenschaften. Ich würde 
mich da mal auf das Spannungsrauschen des Verstärkers konzentrieren. 
Dann kann man immer noch fancy Zeuch machen. Erstmal kurzschließen und 
messen.

>
> Was da raus kommt setzt du ins Verhältnis zu deinen 50uV.

Wie gesagt, die 50 uV kommen mir sehr willkürlich ausgewählt vor.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Jacqueline, ich glaube du bringst da einiges durcheinander, jedenfalls 
klingt das, was du über Eingangs- und Ausgangsimpedanzen schreibst 
widersprüchlich.

Also, zuerst einmal hast du die Quellimpedanz deiner eigentlichen 
Signalquelle. Von der hast du noch garnicht gesprochen. Nimm mal an, daß 
die Quellimpedanz 200R und rein ohmsch, also nicht komplex sein soll.

Jetzt entscheidest du, ob du mit Leistungsanpassung oder 
Spannungsanpassung arbeitest. Bei Leistungsanpassung wählst du den 
Eingangswiderstand des ersten Pufferverstärkers (der als erster das 
Signal der Signalquelle verstärken soll) genau so groß, wie die 
Quellimpedanz.

Bei Spannungsanpassung dagegen wählst du den Eingangswiderstand 
mindestens 5...10 mal größer als die Quellimpedanz. Hier willst du 
nicht, daß die Signalquelle durch eine zu kleine Lastimpedanz 
(Eingangswiderstand des Puffers) zu stark belastet wird. Nimm an, du 
wählst als Eingangsimpedanz des Pufferverstärkers, um bei unserem 
Beispiel zu bleiben, 20k.

Wenn du jetzt das ideale Rauschen der Anordnung aus Signalquelle und 
Pufferverstärker bestimmen willst, kannst du vom Eingang des 
Mikrofonverstärkers eine Ersatzimpedanz von 200R nach Masse schalten. 
Das simuliert dir die angeschlossene Signalquelle, ohne daß die Messung 
von zusätzlichen Rauschquellen, die eventuell dem Signal überlagert 
sind, beeinflußt wird.

Du hast jetzt also das unvermeidliche thermische Rauschen der 200R 
Quellimpedanz der Signalquelle und der 20k Eingangsimpedanz, die vom 
Pufferverstärker verstärkt wird, ganz so, wie das eigentliche 
Nutzsignal. Da beide parallel liegen, sitzt dort eine rauschende 
Impedanz von 198R. Ihre Rauschspannung ist bekanntlich SQRT(4kTRB) und 
erscheint am Ausgang des Pufferverstärkers mit der eingestellten 
Verstärkung V multipliziert, also V x SQRT(4kTRB).

Und dann hast du das zusätzliche Rauschen, das der Pufferverstärker 
erzeugt. Da dieses ganz erheblich von der Quellimpedanz abhängen kann, 
mußt du bei der Messung die reale Quellimpedanz exakt simulieren. 
Deswegen der Abschluß des Pufferverstärekrs am Eingang mit dem 200R 
Widerstand.

Wenn du jetzt das Rauschen am Ausgang des Pufferverstärkers mißt, 
erhälst du eine Größe, die sich zusammensetzt aus dem thermischen 
Widerstandsrauschen der 198R Impedanz am Eingang des Pufferverstärkers 
und dem Rauschen des Pufferverstärkers. Um das alleinige Rauschen des 
Pufferverstärkers zu ermitteln, ziehst du geometrisch (also quadratisch) 
den Wert V x SQRT(4kTRB) vom Gesamtrauschen ab.

Du kannst die Größen auch zuerst auf den Eingang beziehen, also das 
gemessene Gesamtrauschen durch V teilen und dann davon geometrisch 
SQRT(4kTRB) abziehen.

Um das zusätzliche Rauschen der Signalquelle zu ermitteln, hängst du 
jetzt die reale Signalquelle an den Eingang des Pufferverstärkers, statt 
des 200R Widerstands. Das zusätzliche Rauschen der Signalquelle erhälst 
du jetzt, in dem du von der jetzigen Rauschspannung geometrisch die 
vorherige Rauschspannung, also mit der 200R Ersatzimpedanz am Eingang 
des Pufferverstärkers, abziehst.

Auf diese Weise kannst du die einzelnen Rauschquellen fein säuberlich 
von einander trennen: Das ideale Rauschen der Signalquelle, als Resultat 
des thermischen Widerstandsrauschen der Quellimpedanz, das zusätzliche 
Rauschen der Signalquelle und das Eigenrauschen des Pufferverstärkers.

Das eben Gesagte funktioniert aber nur, wenn du bei der Messung die 
Bandbreite auf genau den Wert einschränkst, den du auch bei der 
Berechnung in SQRT(4kTRB) einsetzt. Also brauchst du für die Messung ein 
Tiefpaßfilter mit 300Hz Grenzfrequenz und ein Hochpaßfilter mit 1Hz 
Grenzfrequenz. "Grenzfrequenz" heißt 3dB Abfall. Für die Berechnung 
setzt du ein: B = (300-1)Hz = 299 Hz.

Also, überlege dir erst einmal ganz genau, was bei dir die 
Quellimpedanz, und was die Lastimpedanz, also Eingangsimpedanz des 
Pufferverstärkers ist. Dann führst du die Messungen durch, wie oben 
beschrieben. Und dann kannst du die verschiedenen Größen, wie 
Rauschzahl, Signalrauschabstand, etc. berechnen.

Diese Vorgehensweise hilft dir auch, wenn du das Gesamtrauschen deines 
Setups reduzieren willst: Du siehst ganz schnell, wo die größte 
Rauschquelle sitzt und kannst diese gezielt optimieren.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Korrektur:

>Wenn du jetzt das ideale Rauschen der Anordnung aus Signalquelle und
>Pufferverstärker bestimmen willst, kannst du vom Eingang des
>Mikrofonverstärkers eine Ersatzimpedanz von 200R nach Masse schalten.

Ersetze bitte "Mikrofonverstärker" durch "Pufferverstärker".

Ich hatte ursprünglich vor, das mit dem Beispiel eines 
Mirkofonverstärkers zu erklären...

Kai Klaas

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