Moin, Ich möchte gern auf das Schwarmwissen zurückgreifen. Gibt es einen OpAmp mit geringeren Rausch-Werten (Spannung / Strom) als den AD797? Wenn ja, welcher Typ? Grund: Messverstärker für ca. 10 Hz ....100 kHz bauen. Vielen Dank schon vorab.
Nimm das hier:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an124f.pdf
Stehen alle relvanten OP drin.
Es gibt nicht DEN rauscharmen Operationsverstärker. Es kommt auf die Quellimedanz an, ob ein hochohmiger Opamp mit kleinem Rauschstrom oder ein niederohmiger OpAmp mit kleiner Rauschspannung besser geeignet ist. Welcher Opamp also am besten ist, hängt von der jeweiligen Anwendung und der Außenbeschaltung ab.
https://www.ti.com/lit/an/slva043b/slva043b.pdf?ts=1776872128288
Wenn die Signalquelle hochohmig ist, ist ein OpAmp mit sehr geringem Stromrauschen mit FET Einang wichtiger als einer mit extrem geringem Spannungsrauschen. Daneben spielt die Beschaltung ein Rolle. Ein rauscharmer OpAmp bringt nichts, wenn die Widerstände in der Schaltung hochohmig sind und thermisches Rauschen erzeugen oder der Rauschstrom aus dem OpAmp an einem hohe Widerstand eine hohe Rauschspannung erzeugt.
Als rauscharmer OPamp mit geringem Spannungsrauschen gilt der LT1028. Der OPA1656 mit FET Eingang hingegen hat eine geringe Stromrauschdichte im Femtoampere Bereich.
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Als rauscharmer OPamp mit geringem Spannungsrauschen gilt der LT1028. Der OPA1656 mit FET Eingang hingegen hat eine geringe Stromrauschdichte im Femtoampere Bereich.
OPA350, 2350, 4350 sind auch recht ruhig, der OPA656 ist besonders stromruhig (aber auch ziemlich schnell).
ad797 und LT1028 wurden ja schon genannt. Der ADA4898-2 ist etwa gleich gut und ist möglicherweise noch? der sweet spot. Genauso teuer, aber man bekommt dafür 2 OpAmps in einem SO-8.
Wenn man n OpAmps parallel schaltet, dann erhält man Wurzel(n) weniger Spannungsrauschen, bezahlt aber vom Geld abgesehen mit mehr Stromrauschen. Der Eingangsrauschstrom macht einen Spannungsabfall über der Quellimpedanz, daher gibt es einen optimalen Wert für Anzahl und Machart der OpAmps.
Ein 60-Ohm-Widerstand liefert bei Raumtemperatur eine Rauschdichte von ziemlich genau 1 nV/rt Hz. Das eignet sich gut um fest- zustellen wie gut der eigene Verstärker eigentlich ist. Man braucht nicht mal die Verstärkung genau zu wissen.
Wenn man 50 Ohm Quellimpedanz hat: VIEL besser als 1 nV/rtHz muss man nicht sein. Man muss nicht schneller schwimmen als der Hai. Schneller als der Nebenmann reicht.
Bei 1 Meg Quellimpedanz ist man mit FET-Verstärkern wohl besser bedient, auch wenn sie auf den 1. Blick schlimmes Spannungsrauschen haben.
10 ADA-4898-2-Paare haben etwa 220 pV/rtHz Spannungsrauschen, 16 billige CPH3910-FETs (Fairchild) --> 350 pV/rtHz. In Art Of Electronics ed 3 (Hill/Horowitz) ist ein differentieller Verstärker mit 64 BIPO-Transistoren, der mit 70 pV/rtHz angegeben ist. Ich habe ihn single-ended nachgebaut (16 Trans) und kann den Messwert bestätigen. Differentiell kostet halt den 4-fachen Aufwand weil 2 rauschende Eingänge in Serie liegen. In dem > 30 Jahre alten LT1028-Datenblatt ist das mit dem Parallelschalten erklärt.
Wenn man AC-Kopplung will, braucht man einen völlig unerwartet großen Eingangskondensator, sonst bekommt man etwas, was wie 1/f-Rauschen bei niedrigen Frequenzen aussieht. Es steigt aber noch viel steiler an. Man landet dann schnell bei WetSlug Tantals für einen Hunnie das Stück. Vishay wollte nochmal viel mehr.
Scott Wurcer, der Vater des AD797, AD825... hat mich mal bei einem meiner Designs auf die Kondensatorsache hingewiesen. Er war leider vornehm zurückhaltend; ich habe eine ganze Zeit gebraucht bis ich das gerafft habe.
Der Zweck ist, dass das Rauschen des Bias-Netzwerkes für AC durch das niederohmige Messobjekt kurzgeschlossen werden muss. f-3dB ist an dieser Position nicht die Grenze.
Die Leiterbahnen im Eingang sollten auch nicht zu dünn sein. Bei einem MHz nahm das Rauschen um 50 pV oder so zu. Ich hatte zuerst den Tantal im Verdacht, der war aber unschuldig. Skin-Effekt. Bei der Fehlersuche habe ich ihn überbrückt und dann vergessen. 14 Tage später habe ich dann dieses Verstärkerexemplar beim Messen von Lithiumzellen abgefackelt. :-(
Schalten der Verstärkungsstufen mit Relais war auch besser als mit den Analogschaltern. Bei 86 dB Gesamtverstärkung machen die deutlich weniger Verkopplungen.
Bilder: 102 ada4898, 16 CPH3910.
Einzelne Leerplatinen sind möglicherweise noch da. (Ziehe gerade um)
Gerhard DK4XP
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Moin, Ich möchte gern auf das Schwarmwissen zurückgreifen. Gibt es einen OpAmp mit geringeren Rausch-Werten
Schick den OPA auf Entzug. ;)
Bei einem der Anbieter (Mouser?) war eine Suche/Sortierung nach den Rauschwerten moeglich.
Hallo Wolfgang, ich habe mit dem LT1115 einen RIAA Phono Verstärker gebaut. Der LT1010 ist in der Ausgangsstufe passend dazu empfohlen worden.
https://www.analog.com/en/products/lt1115.html
In meinem Fall habe ich noch einen Servo mit dem LT1097 spendiert um Gleichspannungsanteile zu kompensieren. Ich hatte zudem die Schaltung mit LTspice etwas optimiert.
In Deinem Fall ist das RIAA Filter ja nicht sinnvoll. Ich würde dann eine für Dich passende Kompensation vorsehen.
mfg Klaus
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Beitrag #8040663 wurde vom Autor gelöscht.
An Gerhard DK4XP
Vielen Dank für deine Erklärungen. So schhön verständlich, die Zusammenhänge verdeutlich! und komprimiert zusammengefasst. Viele von uns hier - die Nichtprofis - werden wohl die eine und/oder andere Einzelheit kennen, aber nicht diese Zusammenhänge.
Einfach Klasse! Danke.
73 Wilhelm
Nachtrag: Niedriger Eingangsstrom geht auch ohne Feldeffekttransistoren.
Bob Widlar von National mochte FETs nicht besonders. Die haben eine gewisse Anfälligkeit für Oberflächen-Effekte wie Rauschen, insbesondere schlechteres 1/f als BJT und sagen ausnahmslos "Wir sind alle Individualisten" (Leben des Brian).
Er hat Super-Beta-BJTs für seinen LM???? genommen. Die sind diskret leider kaum zu haben, der 2SD2704 kommt mit beta = 2300 noch am ehesten hin.
Bin für Alternativen dankbar. Die Schaltung ist aus der Patentschrift, WIMRE. Aufgebaut habe ich das noch nicht.
Q4 und Q5 sind nur Parkplätze. Die Ecke oben links ist eine verrauschte VCC damit man feststellen kann, ob das ein Showstopper ist. Mit E1 kann man die gewünschten nV/rtHz der Versorgung vorgeben. Ohne V3 rastet LTspice numerisch aus. Mit m=4 würde man 4 parallele Transistoren / WasAuchImmer bekommen
Gruß, Gerhard DK4XP
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Die Schaltung ist aus der Patentschrift, WIMRE.
Was soll denn da etwas besonderes sein? Und welchen Klirrfaktor hat so eine Differenzstufe ohne Gegenkopplung? Der Tietze/Schenk sagt dazu etwas aus. mfg Klaus
Sieh dir mal die Biasströme an und das Rauschen.
Und dass man bei einem OpAmp die Gegenkopplung in der Eingangsstufe macht, das ist ausgesprochen ungewöhnlich. Schon gerade, wenn bei 100 dB Verstärkung noch eine endliche Ausgangsspannung herauskommen soll.
Abgesehen davon ist das Ding alleine auch ein sehr ordentlicher Folger, wo bekommt man schon gain=1.000??
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Hier wäre auch ein Beispiel, dass die Widerstände eine Rolle spielen:
https://www.elektronikinfo.de/strom/op_rauschen.htm https://www.elektronikinfo.de/strom/widerstand.htm#Rauschen
Ich finde die patentierte Schaltung für sich schon sehr interessant: eine Kaskode für Q1 die vom anderen Transistor des Differenzverstärkers auch noch "angefeuert" wird. Schöner Einfall! Deshalb die hohe Gain.
Und der Ausgang ist niederohmig- auch gut und das alles mit drei Transitoren, da muss man erst mal drauf kommen. Auch wenn es jetzt soo einfach aussieht.
Auch wenn es jetzt soo einfach aussieht.
Man braucht aber noch eine 20 mA Stromquelle und möglichst rauscharm. mfg Klaus
Mal so aus Interesse: Sind "Reaktanzverstärker" (Schwingkondensator) nicht auch per se rauschfrei? Das Signal wird im variablen Kondensator in AC verwandelt, diese verstärkt und phasenrichtig gleichgerichtet. Anwendung in Tera-Ohmmetern und für Ionisationskammern sind bekannt.
Könnte man das Prinzip auch für rauscharme Eingangsstufen anwenden und wo würden da die Grenzen liegen?
Gast
#8041656
Sind "Reaktanzverstärker" (Schwingkondensator) nicht auch per se rauschfrei?
Besonders rauscharm.
Anwendung in Tera-Ohmmetern und für Ionisationskammern sind bekannt.
Bei HF, aber richtiger HF.
Er hat Super-Beta-BJTs für seinen LM???? genommen. Die sind diskret leider kaum zu haben
In diesem Thread:
sind etliche aufgeführt.
Es könnte unter Umständen auch INA821 interessant sein. Das ist ungefähr etwas wie SSM2019, nur für größeren Eingangsimpedanz und evtl. unter Umständen vielleicht etwas mehr Rauschen (aber nicht unbedingt, je nach Eingangsimpedanz). Auch mögliche Vcc-Bereich ist besser, wie auch Icc. SSM2019 ist für Mikrofoneingang optimiert, INA821 ist für Linienpegel besser.
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Mal so aus Interesse: Sind "Reaktanzverstärker" (Schwingkondensator) nicht auch per se rauschfrei? Das Signal wird im variablen Kondensator in AC verwandelt, diese verstärkt und phasenrichtig gleichgerichtet. Anwendung in Tera-Ohmmetern und für Ionisationskammern sind bekannt.
Könnte man das Prinzip auch für rauscharme Eingangsstufen anwenden und wo würden da die Grenzen liegen?
Ja, könnte man. Das wurde auch schon gemacht. Die Pumpfrequenz muss natürlich auch rauschfrei sein, sonst wird deren Rauschen auf das Empfangssignal gemischt. Ich hatte, WIMRE, in einem früheren Leben mal ein Beispiel in der Top-Buchreihe gesehen. Prinzipiell nachbaubar.
Die Nichtlinearität des Pumpvorgangs ist natürlich unerwünscht; man wird sicherlich Selektion brauchen und realisierbare Eingangs- filter machen dann schon schlimmere Verluste. Wenn ein pHemt schon ein Zusatzrauschen von 0.2 dB erreicht, dann ist darüber hinaus eben nicht mehr viel zu holen. Allenfalls, wenn die Antenne in den kalten Weltraum zeigt, aber selbst dann kann das thermische Rauschen vom Mond stören.
Filterverluste vor dem Verstärker kann man direkt zur Rauschzahl in dB addieren.
Gerhard DK4XP
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Er hat Super-Beta-BJTs für seinen LM???? genommen. Die sind diskret leider kaum zu haben
In diesem Thread:
sind etliche aufgeführt.
Sieht so aus, als wäre man mit dem 2SD2704 für wenig Geld von Digikey nicht schlecht bedient.
Auf diyAudio.com habe ich damals den Scott Wurzer von AD kennengelernt. RIP, er fehlt wirklich!
Gerhard DK4XP
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