hallo, da ich mich zur Zeit mit einem Verstärker für Fotodioden beschäftige, möchte ich mich gerne mit dem Thema Rauschen etwas näher auseinander setzen. Ich würde gerne an einem Beispiel etwas durchrechnen und gerne wissen ob meine Überlegung stimmt. Als gegeben nehme ich: - Schaltung Tranzimpedanzwandler - OPA380 - Bandbreite 5Mhz - Ie=100nA - Cdiode 10pF - Rf 10kOhm - Cf 2pF - En=5,9nV/Wurzel(Hz) - in=10fA/Wurzel(Hz) Urgesamt= wurzel((en*wurzel(5MHz))²+ 4*k*t*f*Rf) = wurzel((5,9nV*2236,1)² + 4*1,38e-23*300*5MHz*10000Ohm) = 31,6uV Ua= I*Rf= 1mV jetzt ist die Frage, ob Ur auch noch mit 10000 verstäkrt wird. Das würde ja dann 316mV am Ausgang betragen. Falls mir jemand sagen kann wie sich die Rauschspannung am Ausgang zusammensetzt wäre ich sehr dankbar.
erstmal gilt: Ausgangsrauschen = Eingangsrauschen * Verstärkung aber diese unterschiedlichen Rauschquellen sind nicht korreliert, also werden sie geometrisch addiert. (Summe=Wurzel(Summe der Quadrate))
Deine Rechnung ist nicht ganz richtig. Die Eingangsrauschspannung des OPamps erscheint mit der Noise Gain verstärkt am Ausgang. Darin geht auch die Detektorkapazität ein. Dann erscheint das Widerstandsrauschen von Rf am Ausgang, aber unverstärkt. Der Rauschstrom erscheint auch unverstärkt am Ausgang, als Spannungsabfall über der Parallelimpedanz aus Rf und Cf. Die geometrische Summe dieser drei Rauschspannungen hast du dann als gesamtes Rauschen am Ausgang des OPamp. Kai Klaas
Bei sowas empfiehlt sich ohnehin auch mal nachzumessen. 1 mV wird man von 361 mV ja trennen können.
Hallo Tim, - Cdiode 10pF - Rf 10kOhm - Cf 2pF Mit den Daten hast du 10MHz Bandbreite für deinen Photostrom. Wenn man dann mit dem OPA380 bis 30MHz das Rauschen integriert(LTspice), dann erhält man Unoise=173uVrms. Dieser Verstärker hat zwar 6nV/Hz, aber der Widerstand allein rauscht schon mit 13nV/Hz. Hinzu kommt dann der große noise peak um 10MHz. Da steigt das Rauschen auf ca. 42nV/Hz. Achtung, wenn man mit diesem Kommando simuliert, dann erhält man für "gain" die Verstärkung bezogen auf I1. .noise V(out) I1 oct 100 1k 30meg Das ist der normale Frequenzgang des Photostromes aber nicht der noise-gain des Opamp. Um den anzuzeigen musst du in .noise auf eine Spannungsquelle am +Eingang des Opamp referenzieren. .noise V(out) V3 oct 100 1k 30meg Wie üblich bei mir, alle Dateien einfach in irgend ein Verzeichnis speichern und mit LTspice loslegen. Schaltplan: .asc Plotsettings: .plt SPICE-Modell: .mod, kann aber beliebig heißen Helmut
vielen dank. es ist einiges klarer geworden. die lt spice simulation war auch sehr aufschlussreich. habt mir sehr geholfen thx!
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