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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Anfängerfrage zum Rauschen eines OP


Autor: Benhard (Gast)
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Hallo,

mir ist da etwas mit dem Rauschen bei OPs noch nicht so ganz klar, und 
deshalb bitte ich euch um Hilfe.

Der Operationsverstärker im Bild (nehmen wir mal an es ist ein OP07) 
arbeitet als Addierer der zwei Gleichsapnnungen mit jeweils 3V addiert.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/national...

Hier im Datenblatt auf Seite 3 finde ich Angaben zur Rauschspannung die 
in nV/sqrt(Hz) angegeben werden und Angaben zum Rauschstrom die in 
pA/sqrt(Hz) angegeben werden.

Sehe ich das richtig, dass ich in der OP Schaltung gar kein Rauschen 
habe, weil ich mit zwei Gleichspannungen arbeite und meine f somit 0 Hz 
ist?


Ich würde mich sehr freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

Vielen Dank.

gruß Bernhard

Autor: Antwort (Gast)
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Nein, das ist so nicht richtig. Die Entscheidende Frequenz ist die 
Eingangsbandbreite deines Systems. Wenn du bsw 10MHz Bandbreite hast so 
hättest du , bei angenommen 10,5nV/sqrt(Hz)eine Rauschspannung von rund 
33uV.

Autor: Antwort (Gast)
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Hier auch mal ein sehr guter Artikel zum Rauschen bei 
Operationsverstärkern. Dadurch sollten alle offenen Fragen geklärt 
werden:
http://www.elektronikinfo.de/strom/op_rauschen.htm

Autor: Benhard (Gast)
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Entschuldige, dass ich nochmal nachfrage, aber ich habe doch 2 
Gleichspannungsquellen als Eingang, und eine Gleichspannungsquelle hat 
doch eine Bandbreite von 0Hz oder (vorrausgesetzt sie ist ideal 
geglättet)?

gruß Berhard

Autor: Benhard (Gast)
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Danke für den Link zu dem Artikel, auf den bin ich auch schon gestoßen 
während meiner Recherchen. Allerdings wird in dem Link ja immer davon 
ausgegangen dass der Verstärker nicht nur für eine Frequenz ausgelegt 
ist sonder für eine bestimmte Bandbreite. Somit tappe ich also immer 
noch im dunklen.

gruß Bernhard

Autor: Rauschen (Gast)
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Es geht nicht um die Bandbreite des Eingangssignals sondern um die 
"Rausch"Bandbreite deiner OP Schaltung. Diese OP Schaltung wird immer 
eine gewisse Bandbreite haben und somit fügt die Schaltung immer etwas 
Rauschen zu deinem DC-Signal hinzu.
Übrigens: Die Rauschbandbreite ist nicht gleichzusetzen mit der 
Signalbandbreite deiner Schaltung und Rauschen ist so ziemlich das 
schwierigste Gebiet in der Elektrotechnik.

Autor: Rauschen (Gast)
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Hier noch ein link:
http://focus.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf
in Kapitel 10 wird eigentlich alles erklärt.

Autor: Antwort (Gast)
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Das ist richtig, aber diese Gleichspannungsquellen sind nicht das 
einzige was in deinem System existiert. Das Rauschen kommt nicht nur von 
ihnen, sondern auch von dem Rest deiner umgebung. So rauscht 
Beispielsweise jeder Widerstand wenn er wärmer als der absolute 
Nullpunkt ist (Thermisches Rauschen), in OP's tritt dafür häufig das 
Schrittrauschen auf (entsteht an pn-Übergängen) und noch viele weitere 
mehr. Und die so entstehenden Rauschspannungen steigen durch eine eine 
höhere Bandbreite. Du musst also die Bandbreite verringern.
Nehmen wir nun einmal den idealsten Zustand an: Bandbreite geht gegen 
Null.
Da du nur Gleichspannungssignale verstärken willst wäre eine Bandbreite 
von nur ein wenig mehr als 0 ausreichend. Dies ist aber Technisch nur 
sehr schwer machbar. Als Beispiel einmal hier die Bandbreite deines 
Systems:
Du siehst also das du eine sehr hohe Bandbreite durch die geringe 
Verstärkung von 2 hast.

Autor: Antwort (Gast)
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Schrittrauschen = Schrottrauschen...habe mich vertippt

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Antwort schrieb:
> Schrittrauschen = Schrottrauschen...habe mich vertippt

Jetzt ist nur noch ein 't' zu viel ;-)

Autor: Antwort (Gast)
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Ach ich gebe die Deutsche Rechtschreibung auf...Zahlen sind viel 
einfacher

Autor: Bernhard (Gast)
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Vielen Dank für die gute Erklärung. Das mit der Systembandbreite habe 
ich nun verstanden.

Da ich ja bei meiner Schaltung eine Systembandbreite von 300kHz habe, 
sollte meine Rauschspannung am OP Ausgang 11,5 nV*300 kHz = 3,450 mV 
betragen.
(Ich habe einen OP-07CP und die 11,5 nV habe ich aus dem Datenblatt 
Seite 3 aus der Zeile Input Noise Voltage Density bei f index o =1000Hz)

Habe ich das so richtig gemacht? Ich habe nämlich für 300kHz kein f 
index o gefunden. Über ein kurzes Feedback würde ich mich sehr freun.

Die ganzen Profis hier mögen mir meine dilettantischen Fragen bitte 
verzeihen.

Gruß Bernhard

Autor: Bernhard (Gast)
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6,30 uV muss das natürlich heißen, in der Rechnung des vorherigen 
Beitrags fehlt die Wurzel über den 300 kHz.

gruß Bernd

Autor: Jens G. (jensig)
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6,30µV passen schon in etwa, wenn mein Kopfrechner nicht kaputt ist ;-)

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Am Ausgang des OPamp hast du die Eingangsrauschspannung von rund 
10nV/SQRT(Hz), multipliziert mit der Wurzel aus der Bandbreite (300kHz) 
und multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor der Schaltung (V=2), also 
rund 11µVeff.

By the way, R3 und R4 sind ein bißchen sehr niederohmig...

Kai Klaas

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