Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kann man mit Scope + FFT Rauschen messen ?


von Jørg (Gast)


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Hallo.
angenommen ich möchte das Eigenrauschen einer OPV Schaltung messen.
Am Ausgang hab ich dann ja Beispielsweise 1mV/Wurzel(Hz)

Jetzt klemme ich ein Scope dran. FFT Modus. Kann ich dann die 
1mV/Wurzel(Hz) ablesen ?
Wie ?
Das Wurzel(Hz) als Einheit macht mir Kopfzerbrechen.

Jørg

von Uwe .. (uwegw)


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Jørg schrieb:
> Das Wurzel(Hz) als Einheit macht mir Kopfzerbrechen.

Das kommt vom Übergang von Leistung zu Spannung.
Rechnet man mit Leistungen (z.B. in der Hochfrequenztechnik) gibt man 
das Rauschen als Leistung pro Bandbreite an, man hat also (in Dezibel) 
dann dB/Hz. Wenn man nun das Ganze als Spannungspegel angeben will, 
kommt man auf Spannung pro sqrt(Bandbreite), weil die Spannung 
proportional zur Wurzel der Leistung ist.

von Lukas K. (carrotindustries)


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Die Rauschleistung ist gleichmäßig übers Spektrum verteilt. Je größer 
die Bandbreite ist, desto größer ist die Rauschleistung.
Du musst also eine Bandbreite definieren, in der du die Rauschspannung 
messen willst.
Allerdings rauschen die meisten DSOs mehr als viele Opamps.

von Christian B. (casandro)


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Erstmal musst Du wissen, was der FFT-Modus bei Deinem Oszi überhaupt 
macht. Da gibts viele Möglichkeiten. Wenn Du ein brauchbares Gerät hast, 
dann kannst Du das auf die Spektrale Leistungsdichte umstellen. Bei den 
anderen ist das leider in der Regel ziemlich unbrauchbar.

Vielleicht tust Du Dich leichter wenn Du eine Soundkarte verwendest, die 
mal kallibrierst und dann beispielsweise mit SOX ein schmales 
Frequenzband herausfilterst und dann den RMS-Wert bestimmst.

von Jørg (Gast)


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Das mit der Soundcard is ne wirklich gute Idee.

von Ulirch (Gast)


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Wenn das DSO kein passende Skalierung für das FFT Ergebnis hat, macht 
man halt eine Vergleichsmessung mit bekanntem Rauschen, z.B. vom einen 
relativ großen Widerstand vor einem guten OP.

von Purzel H. (hacky)


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Erst muss mann das Rauschen des OpAmp mal auf ein messbares Mass 
verstaerken. Ich wuerd mal um den Faktor 10000 in 3 Stufen verstaerken.

Von welcher Bandbreite reden wir denn ?

von Lukas K. (carrotindustries)


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Seh' dir mal die http://www.linear.com/docs/28585 von LT an, so machen 
das die Profis ;) Allerdings kostet der DC-Filter Kondensator dann 
schonmal 400$ und ist ein schräger 'wet slug' Tantal-typ

von Anja (Gast)


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Luk4s K. schrieb:
> Allerdings kostet der DC-Filter Kondensator dann
> schonmal 400$ und ist ein schräger 'wet slug' Tantal-typ

Fürs Eigenrauschen brauchst Du den Kondensator gar nicht. Der ist erst 
interessant wenn das 0.1 - 10 Hz Rauschen einer fremden Schaltung 
gemessen werden soll. Das OP-Rauschen wird normal zwischen 10Hz - 10kHz 
oder 100kHz gemessen. Da reicht am Eingang ein niederohmiger Widerstand 
an Masse und am Ausgang ein Folienkondensator.

Gruß Anja

von Christian B. (casandro)


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Kleiner Tipp, ein Bypass Kondensator direkt am OPV bringt auch beim 
Rauschen gigantisch viel.

von faustian (Gast)


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Welcher Frequenzbereich denn? Auch FFT-Modi sind durch die Samplingrate 
begrenzt, und sobald das Scope auf Equivalentsampling geht bekommst Du 
bei aperiodischen Signalen nur noch Milchprodukte.

von Elena (Gast)


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>Am Ausgang hab ich dann ja Beispielsweise 1mV/Wurzel(Hz)

Nennt sich spektrale Rauschspannungsdichte. Die Rauschspannung erhälst 
du im einfachsten Fall (konstante Rauschspannungsdichte) durch 
Multiplikation mit der Wurzel aus der interessierenden Bandbreite.

Was willst du den konkret messen? Die Rauschspannungsdichte oder die 
Rauschspannung? In welchem Frequenzbereich?

von Markus S. (markus_s66)


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Jørg schrieb:
> Jetzt klemme ich ein Scope dran.
Das heißt Oszilloskop.

von Elena (Gast)


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>> Jetzt klemme ich ein Scope dran.
>Das heißt Oszilloskop.

Ja, ein Scope eben.

von Jørg (Gast)


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>>> Jetzt klemme ich ein Scope dran.
>>Das heißt Oszilloskop.

>Ja, ein Scope eben.

Also gut. Ich will jedenfalls mit meinem Skop einen Verstärker vermessen 
im Frequenzbereich bis 1MHz. Es ist ein Photodiodenverstärker beschaltet 
als Transimpedanzverstärker. Rückkopplungswiderstand R=300k. C=0.5pF

Jørg

von Elena (Gast)


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>Jetzt klemme ich ein Scope dran. FFT Modus. Kann ich dann die
>1mV/Wurzel(Hz) ablesen ?

Normalerweise, ja. Oft wird das aber in dBV/Wurzel(HZ) angegeben. Wenn 
du also bei einer bestimmten Frequenz beispielsweise eine Anzeige von 
"-80dBV" hast, dann heißt das "100µV/Wurzel(Hz)".

Um das Gesamtrauschen zu erhalten, mußt du das Rauschen abschnittweise 
berechnen, also den gesamten Frequenzbereich in Bänder aufteilen, in 
denen der Meßwert jeweils konstant ist. Dann multiplizierst du für jedes 
Band diesen Meßwert mit der Wurzel dieser Bandbreite, quadrierst jedes 
solche Zwischenergebnis, zählst alle diese bandweisen Zwischenergebnisse 
zusammen und ziehst anschließend aus dieser Summe die Wurzel. Das 
liefert dir das Gesamtrauschen aller dieser Bänder.

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