Hallo Mir stellen sich zum Thema Rauschen zwei Fragen: 1) Rauschen in einem Operationsverstärker: Wie kommt es zustande, dass wenn Rauschen gemessen wird, (Eingänge auf Masse für Spannungsrauschen) das Rauschen frequenzabhängig ist ? Von wo kommen diese frequenzanteile, nur von verunreinigungen und keiner 100% sauberen Produktion des Silizium etc ? 2) Johnson Nyquist Rauschen: u^2 = 4*kB*R*T*df Das Rauschen am Widerstand ist also von der angelegten Frequenz abhängig. Kann ich das also so sehen dass das Thermische Rauschen nur eine reine DC Spannung bildet ? Würde mich über einen kleinen Austausch freuen Danke lG
Max schrieb: > Rauschen frequenzabhängig Induktivitäten der Bonddrähnte und Pins, dazu Kapazitäten der Pins untereinander. Max schrieb: > 100% sauberen Produktion eher nicht, IC Silizium ist schon ziemlich nahe an der Perfektion... Max schrieb: > Thermische Rauschen nur > eine reine DC Spannung bildet ? Nein, eine reine DC Spannung hätte gar kein Rauschen, Rauschen ist AC. LG
Max schrieb: > 2) Johnson Nyquist Rauschen: u^2 = 4*kB*R*T*df > > Das Rauschen am Widerstand ist also von der angelegten Frequenz > abhängig. Nein, delta f ist die Bandbreite mit der gemessen wird. Samson schrieb: > Nein, eine reine DC Spannung hätte gar kein Rauschen, Rauschen ist AC. Nein. Da Rauschen durch die Bewegung der Ladungsträger entsteht, entsteht es auch wenn Gleichstrom fliesst.
1. Bei niedrigen Frequenzen Funkelrauschen: Am besten in https://de.wikipedia.org/wiki/Funkelrauschen erklärt. Bei höheren Frequenzen bedingt durch (Basis-?) Bahnwiderstände, also Widerstandsrauschen. 2. Nicht "von der angelegten Frequenz abhängig". a) Man "legt keine Frequenz an" und b) df bedeutet Bandbreite. Es ist von der gemessenen Bandbreite abhängig. Und das hat nichts mit DC zu tun.
Zu 2. Das Rauschen ist eine Funktion ueber die Zeit. Dabei gibt es frequenzanteile. DC ist nur eine Frequenzkomponente, bei 0. Bei einem Widerstand hat das Rauschen sicher keinen DC Anteil. Das Rauschen : u^2 = 4*kB*R*T*df ist ein Rauschdichte Funktion, also muss man ueber die Bandbreite df integrieren. Ueber Null integriert gibt eben immer noch nichts. bei R=50 Ohm liegt man bei einer Rauschspannung etwas unterhalb von 1nV
Samson schrieb: > Max schrieb: >> Rauschen frequenzabhängig > > Induktivitäten der Bonddrähnte und Pins, dazu Kapazitäten der Pins > untereinander. Schamlose Behauptung, oder nachgerechnet / gemessen? > > Max schrieb: >> 100% sauberen Produktion > > eher nicht, IC Silizium ist schon ziemlich nahe an der Perfektion... Ah hah, hast du das auch Nachgemessen, oder auch mal jemanden aus einer Chip Fab gefragt? > > Max schrieb: >> Thermische Rauschen nur >> eine reine DC Spannung bildet ? > > Nein, eine reine DC Spannung hätte gar kein Rauschen, Rauschen ist AC. Eine DC Spannung gibt es nicht... Flicker Noise sagt dir was?
Max schrieb: > 1) Rauschen in einem Operationsverstärker: Der Application Report SLOD006A von Texas Instruments gibt zum Thema Rausch, speziell bei OpAmps einen Überblick: "Noise Analysis in Operational Amplifier Circuits" https://www.ti.com/lit/an/slva043b/slva043b.pdf
Moin Max, 1) es gibt eine Reihe von Rauschquellen unterschiedlicher Ursachen mit unterschiedlichem Frequenzspektrum, die sich überlagern. Der Link von Wolfgang gibt einen Einstieg. 2) Widerstände rauschen mit einem Breitbandspektrum. Es geht nicht darum welche Frequenz Du anlegst, der Widerstand rauscht auch ohne externes Signal, sondern für welche Rauschbandbreite das Rauschen des Widerstandes für Dich relevant ist.
Udo K. schrieb: > Schamlose Behauptung, oder nachgerechnet / gemessen? tja, dumm wenn man noch nie etwas mit HF gemacht hat. Warum glaubst du sind HF-ICs größtenteils QFN und nicht TQFP, jeder mm Draht hat eine Induktivität, bei Schaltungen >30Ghz absolut tödlich. Das ist seit Jahrzehnten bekannt...... Udo K. schrieb: > Ah hah, hast du das auch Nachgemessen, oder auch mal jemanden > aus einer Chip Fab gefragt? Das ist auch logisch, sonst bräuchte/könnte man nicht dotieren. Die Reinheit wird hier, mit 99.9999999% angegeben.... https://sus.ziti.uni-heidelberg.de/Lehre/WS1617_VLSI/VLSI_Fischer_09_Manufacturing.pptx.pdf Udo K. schrieb: > Eine DC Spannung gibt es nicht... > Flicker Noise sagt dir was? tja, darum habe ich auch rein geschrieben, es gibt auch keinen unendlichen Widerstand, trotzdem kann man OPVs damit gut erklären. Eine ideale DC Spannung hätte keinen AC Anteil.
Max schrieb: > Kann ich das also so sehen dass das Thermische Rauschen nur > eine reine DC Spannung bildet ? Das wäre eine Sensation! mfg Klaus
Es gibt verschiedene Rauschquellen - das Widerstandsrauschen ist dabei noch einer der einfachsten Beiträge. Halbleiterschaltungen haben oft 1/f rauschen - vielfach werde dafür defekte / Verunreinigungen verantwortlich gemacht, auch wenn das Material schon recht sauber ist. Neuere Chips sind oft besser, aber immer noch nicht perfekt. Das mit dem DC rauschen gab es mal vor etwa 30 Jahren und 3 Tagen als Bauanleitung in der Elektor - hat aber irgendwie nie so richtig funktioniert. Der Zahn der Zeit schrieb: > 1. Bei niedrigen Frequenzen Funkelrauschen: Am besten in > https://de.wikipedia.org/wiki/Funkelrauschen erklärt. Bei höheren > Frequenzen bedingt durch (Basis-?) Bahnwiderstände, also > Widerstandsrauschen. Der verlinkte deutsche Wikipedia Artikel zum Funkel-rauschen ist recht schlecht und eher falsch als hilfreich.
Eine der besseren Erklärungen über Rauschen findest du im Art of Electronics. Leider nur auf Englisch und leider mehr als 1-2 Din A4 Seiten - aber sehr lesenswert, wenn du wirklich daran interessiert bist.
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