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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstärkung von OPV-Rauschen


Autor: Chriss Cross (Gast)
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Habe folgende Frage: Wenn ich zwei invertierende Verstärker 
hintereinander schalte...wie schaut das mit dem Rauschen aus?

also...die Einflüsse für den ersten invertierenden Verstärker 
(Widerstandsrauschen, Spannungs, Stromrauschen) und wie sich die zum 
Ausgang verhalten ist mir klar, aber wie wird denn das von der zweiten 
Stufe verstärkt?

....ich stell mir das dann so vor: Die Unoise am Ausgang der ersten 
Stuffe wird dann genau so verstärkt wie das Widerstandsrauschen des 
ersten Widerstands von Stufe Zwei...stimmt das?

Danke

Autor: Martina (Gast)
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>....ich stell mir das dann so vor: Die Unoise am Ausgang der ersten
>Stuffe wird dann genau so verstärkt wie das Widerstandsrauschen des
>ersten Widerstands von Stufe Zwei...stimmt das?

"Die Unoise am Ausgang der ersten Stuffe" ist Teil des Signals geworden 
und wird von der zweiten Stufe genauso verstärkt, wie da Signal selbst.

Autor: HildeK (Gast)
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Chriss Cross schrieb:
> Die Unoise am Ausgang der ersten
> Stuffe wird dann genau so verstärkt wie das Widerstandsrauschen des
> ersten Widerstands von Stufe Zwei...stimmt das?

Ja, grundsätzlich schon. Erstens ist aber das Rauschen von passiven und 
aktiven Teilen der zweiten Stufe (wenn denn die erste bereits 
Verstärkung macht) praktisch vernachlässigbar (siehe auch 
http://de.wikipedia.org/wiki/Friis-Formel) und zweitens addieren sich 
Rauschbeiträge geometrisch.

Autor: Chriss Cross (Gast)
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Ja klar ich weiß das ich sqrt(Ured1^2+Ured2^2+...) rechnen muss...nur 
ist eben der Einfluss der ersten Stufe um das Gain des zweiten 
verstärkt...genau das wollte ich wissen...

...damit hab ich die Bestätigung dass eine Aufteilung der Verstärkung 
auf zwei Stufen Nachteile im Noise Verhalten hat....

...Danke...

Autor: Etrick (Gast)
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Fehlschluss

Autor: Martina (Gast)
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>...damit hab ich die Bestätigung dass eine Aufteilung der Verstärkung
>auf zwei Stufen Nachteile im Noise Verhalten hat....

Das kann man so nicht sagen, weil durch die geometrische Addition 
Anteile kleineren Rauschens erstaunlich wenig Einfluß auf das 
Gesamtrauschen haben:

SQRT(1^2 + 0,33^2) = 1,05

Eine Rauschquelle, die also ein Drittel einer anderen ausmacht, erhöht 
das Gesamt-Rauschen nur um 5%, entsprechend 0,4dB.

So gesehen genügt bereits eine kleine Verstärkung der ersten Stufe, um 
das zusätzliche Rauschen der zweiten Stufe obsolet werden zu lassen.

Autor: Elvis P. (Gast)
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...das schon aber wenn ich z.B in der ersten Stufe einen R2x=1Meg 
widerstand durch einen R2y=10Meg ersetzte um die Verstärkung ums 
10-fache zu erhöhen steigt meine Rauschspannung vom Widerstand auf

sqrt(4kTR2x)=128nV/sqrt(Hz)

sqrt(4kTR2y)=405nV/sqrt(Hz)

===>gesamt für 1.Stufe ca. 405nV/sqrt(Hz) statt 128nV/sqrt(Hz)

und wenn ich stattdessen eine zweite Verstärkerstufe nachschalte mit 
Faktor 10...dann ist zwar der Rauscheinfluss der zweiten obsolte...das 
eingangsrauschen vom ersten 128nV kommt aber dann um den Faktor 10 
stärker

===> gesamt fur 2.Stufe ca.1280nV/sqrt(Hz)

....also ist das Rauschverhalten schlechter geworden!

Autor: Elvis P. (Gast)
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...passt die Rechnung jetzt so?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Elvis P. schrieb:
> ...passt die Rechnung jetzt so?

Beim Transimpedanzverstärker ist das Rauschen mit Einzelstufe um bis zu 
Faktor Wurzel(10) besser als wenn man mit Faktor 10 nachverstärkt um die 
gleiche Verstärkung zu erreichen.

Bei "normalen" Spannungsverstärkern ist der Unterschied der 
Rauschspannungen zwischen x100 und 10x10 viel kleiner bzw. 
vernachlässigbar.

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