OpAmp - Rauschen messen

Gast #6040266
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Guten Abend,

Wie kann man am besten das Rauschen eines Op's messen? Also ich meine 
das Strom sowie Spannungsrauschen, welche frequenzabhängig sind?
Mein Gedanker ist folgender: Beides, Stromrauschen sowie das Input Bias 
Current verursachen an einem am Eingang angeschlossenen Widerstand einen 
Spannungsabfall. Diesen Spannungsabfall könnte ich ja, vorausgesetzt 
dieser Widerstand ist sehr groß(=großer Spgsabfall) messen.

Sehe ich das richtig so? Wie kann ich dann aber das Bias Current vom 
Strom Rauschen unterscheiden? Durch variieren der Frequenz?

mfg
Gast #6040433
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Jempes schrieb:
> Beides, Stromrauschen sowie das Input Bias
> Current verursachen an einem am Eingang angeschlossenen Widerstand einen
> Spannungsabfall. Diesen Spannungsabfall könnte ich ja, vorausgesetzt
> dieser Widerstand ist sehr groß(=großer Spgsabfall) messen.

Du kannst den Spannungsabfall nicht direkt am Widerstand messen. Denn 
das linke Ende dieses Widerstands wird von der Quelle auf konstantem 
Potential gehalten (dort siehst du nur das Rauschen der Quelle). Und das 
rechte Ende dieses Widerstands wird vom rückgekoppelten OPV auf 
konstantem Potential gehalten (zumindest bei den Frequenzen, die die 
OPV-Schaltung noch nachregeln kann).

Am Vorwiderstand selbst siehst du das Rauschen also nicht. Aber am 
Ausgang des OPVs siehst du, wie die Spannung rauscht um das 
Stromrauschen am Eingang des OPVs nachzuregeln (überlagert mit allen 
anderen Rauschquellen der OPV-Schaltung).

Jempes schrieb:
> Wie kann ich dann aber das Bias Current vom
> Strom Rauschen unterscheiden?

Es gibt nur einen Eingangsstrom des OPV, nicht zwei. Dessen Gleichanteil 
kannst du gerne bias current nennen. Und dessen Wechselanteil 
Stromrauschen.
Gast #6040824
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Hallo Achim S.

Vielen Dank für deine Antwort!

Wenn ich das richtig verstehe, dann wird das folgendermaßen unterteilt:

Eingänge liegen mit R auf Masse. In den Eingängen des OPs fließt ein 
Strom. Dieser Strom wird unterteilt in Bias Current und Noise Current.
Was ich am Ausgang des OPs sehe wäre einmal der DC Anteil(Bias Current) 
und ein AC Anteil (Noise Current). Ist das richtig so?

lG
#6040867
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Jempes schrieb:
> Hallo Achim S.
>
> Vielen Dank für deine Antwort!
>
> Wenn ich das richtig verstehe, dann wird das folgendermaßen unterteilt:
>
> Eingänge liegen mit R auf Masse. In den Eingängen des OPs fließt ein
> Strom. Dieser Strom wird unterteilt in Bias Current und Noise Current.
> Was ich am Ausgang des OPs sehe wäre einmal der DC Anteil(Bias Current)
> und ein AC Anteil (Noise Current). Ist das richtig so?
>
> lG

Die Gesamtrauschspannung ist die Summe aus Stromrauschen*R + dem 
Spannungsrauschen. Um jetzt das Stromrauschen genau messen zu können, 
sollte man R so groß wählen, dass es dominant gegenüber dem 
Spannungsrauschen wird.

Beispiel:

en=10nV/sqrt(Hz)

in=1pA/sqrt(Hz)

R = 100kOhm --> uin = 1pA/sqrt(Hz)*100kOhm = 100nV/sqrt(Hz)

ugesamt = sqrt(100^2 +10^2)nV/sqrt(hz)
ugesamt = 100,5nV/sqrt(Hz)
Gast #6040874
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Helmut:
Ok. Bei großem R habe ich dann wie du sagst ein großes Stromrauschen, 
resultierend aus R*in
Aber: was ist mit dem Bias current? Das verursacht doch auch einen sehr 
hohen spgsabfall an dem R. Wie kann ich das jetzt am Ausgang voneinander 
unterscheiden?
Gast #6040941
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Von welcher Schaltung reden wir jetzt eigentlich? An beiden eingängen je 
ein widerstand zur Masse geschaltet, ohne Rückführung ?!

Da der Op quasi ausgeregelt ist wird die Spg am Ausgang auch nicht 
sonderlich verstärkt, G=1, reicht das denn oder muss da mit einem 
zweiten OP das rauschen verstärkt werden, um es zu Messen?
Gast #6041010
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Der Biasstrom verschiebt den DC Pegel etwas. Wenn man den Widerstand 
nicht zu groß macht hält sich die Verschiebung aber auch bei einem Gain 
von 100 noch in Grenzen. Falls nötig müsste man halt die Verstärkung 
etwas kleiner machen (z.B. 10 fach), auch wenn dann die nächste 
Verstärkerstufe etwas kritischer wird.

Beim Stromrauschen hat man 2 Beiträge für den invertierenden und nicht 
invertierenden Eingang. Die beiden Beiträge können zum Teil korreliert 
sein. D.h. man kann ein etwas anderes Rauschen messen je nachdem ob man 
an beide Eingänge einen gleich großen Widerstand hängt, oder ob nur ein 
doppelt großer Widerstand an einen Eingang kommt.

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