Geluidsarme versterker om weerstandsruis te meten

Lawaai is overal om ons heen, en hoewel akoestisch geluid gemakkelijk te identificeren is met onze oren, is elektronisch geluid zelfs met de juiste hulpmiddelen moeilijk te identificeren. De spectrumanalysator is het handigste hulpmiddel voor ruismetingen, maar voegt ook zijn eigen ruis toe aan het signaal waar u naar kijkt. [Limpkin] Hij heeft gewerkt aan het meten van zeer kleine ruissignalen met een spectrumanalysator, en hij deelde zijn resultaten in Uitgebreide blogpost.

Zijn zelf gestelde doel was om de ruis te meten die wordt gegenereerd door een impedantie van 50 ohm, de meest voorkomende impedantie aan de ingang en uitgang van RF-systemen. Formule Geluidssterkte van Johnson Nyquist Het vertelt ons dat de verwachte ruisspanning in de enkele Hz-bandbreedte slechts 0,9 nanovolt is – volgens elke standaard klein en een orde van grootte kleiner dan de vloerruis van een typische spectrumanalysator. [Limpkin] Dus ontwierp hij een versterker en signaalbuffer om het ruissignaal met een factor 100 te versterken, met behulp van versterkers met zeer weinig ruis die werken op een paar 9V-batterijen.

Er was echter een probleem met deze schakeling: alle aanwezige DC-spanning op de ingangen zou ook worden versterkt tot niveaus die de gevoelige ingangspoort van de analysator zouden kunnen beschadigen. om dit te voorkomen, [Limpkin] Hij besloot een schaarschakeling aan zijn versterker toe te voegen. Dit bestaat uit een paar comparators die constant de uitgangsspanning van de versterker bewaken en deze via een siliciumschakelaar loskoppelen als deze de 200mV overschrijdt. [Limpkin] Hij verpakte zijn circuit in een prachtig vervaardigde behuizing en voerde verschillende tests uit om ervoor te zorgen dat de tondeuse betrouwbaar werkte, zelfs in de aanwezigheid van snelle transiënte inputs.

Met de schaar op zijn plaats was het veilig om de geplande geluidsmetingen uit te voeren. Het uiteindelijke resultaat? ongeveer 0,89 nV, precies zoals voorspeld door de theorie. Het meten van signalen op nanovolt-niveau vereist meestal zeer nauwkeurige apparatuur en veel trucjes voor ruisonderdrukking. Soms is ruis precies wat je nodig hebt om een ​​radiozender te maken. bedankt voor de tip, [alfonso32]!