Warum LNAs in einem Geräuschgenerator verwenden?

In dieser Maxim-Anmerkung wird das Lawinenrauschen einer Zenerdiode durch zwei kaskadierte LNAs (rauscharme Verstärker) verstärkt:

Sie können sich vorstellen, was meine Frage ist: Warum sollten Sie rauscharme Verstärker verwenden, wenn Sie überhaupt Rauschen wollen? Produzieren gewöhnliche Opamps kein weißes Rauschen?

Das meiste Rauschen in Operationsverstärkern wie thermisches Rauschen und Schottky-Rauschen ("Schuss" -Rauschen ) ist weiß , dh es hat ein flaches Spektrum, das Flimmerrauschen (auch bekannt als 1 / f-Rauschen) beispielsweise nicht. Der MAX2650 ist insgesamt geräuschärmer , sowohl weiß als auch farbig.

Aber auch wenn das Gesamtgeräusch fast weiß ist, kann es andere Gründe geben, sich nicht für einen Opamp zu entscheiden, und sie sind nicht immer technisch.
Anwendungshinweise der Hersteller sollen dem Kunden nicht nur einen Service bieten . Sie sind auch / hauptsächlich ein Werbeträger , um die Produkte des Herstellers ins Rampenlicht zu rücken. Vielleicht dachten die Marketing-Leute von Maxim, dass der MAX2650 nicht genug Aufmerksamkeit bekommen hat.

Lesen Sie weiter : In
diesem TI-Dokument erfahren Sie mehr über Rauschen in Operationsverstärkern.

Es gibt keine Garantie dafür, dass es eine wirklich gute Antwort gibt. Es ist eine „Design - Idee“ und es scheint , es kann auf einer Magazin - Schaltung Idee basieren. Es ist nicht garantiert, dass die Argumentation des Designers eine heilige Schrift ist

ABER

Das Ziel ist es, eine Geräuschquelle zu verwenden, die so viel wie möglich wirklich zufälliges Geräusch liefert. Er merkt das an

• Innerhalb dieses Quellenstrombereichs variiert die Rauschleistung ziemlich zufällig innerhalb von ± 1 dB. Es scheint, dass bei Phänomenen des Durchbruchs von Zenerdioden das Lawinenrauschen gegenüber anderen Rauschquellen dominiert, z. B. Schussrauschen (das proportional zum Strom ist), Flimmerrauschen und thermisches Rauschen.

Ein Operationsverstärker hat kein Lawinenrauschen als dominante Rauschquelle.

Seine Abbildung 2 (unten kopiert) macht den Punkt weiter.

• Die untere Kurve zeigt den Systemausgang bei ausgeschaltetem Gerät.
• Die mittlere Kurve (ansteigende Amplitude mit zunehmender Frequenz) ist das System, das die Operationsverstärker mit Strom versorgt, nicht jedoch den Zener.
• Die obere Kurve (fallende Amplitude mit zunehmender Frequenz) ist der Ausgang mit aktivierter Zener-Rauschquelle.

Das wahrscheinlich beste Ergebnis wird bei ausgeschaltetem Gerät erzielt, aber die Amplitude ist 46 dB + niedriger als das Endergebnis, und die Quelle ist (bestenfalls) schlecht definiert.

Die Kurve nur für den Operationsverstärker ist insgesamt so flach wie das Endergebnis (jedoch mit entgegengesetzter Steigung), weist jedoch an ausgewählten Punkten weitaus größere Abweichungen und einige sehr große Abweichungen auf (etwa 5 Spitzen von 15 dB +, viel mehr von 5 dB + und eine große Abweichung) Grad der allgemeinen Variabilität: Kaum ein Hinweis auf eine echte Quelle für weißes Rauschen.

Die endgültige Kurve ist insgesamt viel flacher, abgesehen von einer allgemein fallenden Größe mit einer Frequenz, die leicht kompensiert werden könnte. Bemerkenswerterweise gibt es eine Reihe von kleinen Peaks (2 bis 5 dB-Bereich) bei einer Reihe von Frequenzen, die genau den großen Peaks in der Nur-Operationsverstärker-Antwort entsprechen. Dies weist darauf hin, dass es sich um Attribute des Basissystems und nicht der Zenerquelle handelt und dass die Mängel der Rauschausgabe des Basisverstärkers die Gesamtleistung einschränken - ein guter Indikator dafür, dass Geräte mit geringem Rauschen gerechtfertigt sind.

Das heißt, die ausgeprägte Spitze bei etwa 1,3 Teilungen von 1 MHz, die eine Spitze von etwa 20 dB in der Darstellung nur für den Operationsverstärker und eine Spitze von 10 dB in der endgültigen Darstellung ergibt, deutet auf eine externe Rauschquelle einer gewissen Größenordnung hin. Die Frequenz beträgt ungefähr 1,3 / 4 = 0,325 des Weges von 1 bis 10 MHz auf einer logarithmischen Skala ~~~ = 2,1 MHz. Dies kann eine ZF-Frequenz im Testgerät sein (1,6 MHz?). In ähnlicher Weise deuten die hohen Spitzen im engen Bereich im Bereich von 20 MHz - 80 MHz nur für Operationsverstärker auf Messsystem- oder Operationsverstärker-Störreaktionen hin.

Interessanterweise spiegelt sich die plötzliche Änderung des Ansprechverhaltens des Operationsverstärkers nur im Bereich von 80 bis 100 MHz mit wenigen Rauschspitzen und einer breiten allgemeinen Variabilität nicht in gleichem Maße in der endgültigen Ausgabe wider.

Insgesamt scheint das Rauschen des Operationsverstärkers ein wesentlicher Faktor für die Nichtidealität des Endergebnisses zu sein. Wenn die beobachteten "Fehler" in der Antwort des Operationsverstärkers vom Endergebnis abgezogen würden, würde eine weitaus bessere Rauschquelle erzeugt. Da dies bei rauscharmen Operationsverstärkern der Fall ist, ist es wahrscheinlich, dass Geräte mit höherem Rauschen ein noch schlechteres Ergebnis erzielen würden.

Sie hätten jeden Operationsverstärker benutzen können, um die Arbeit zu erledigen. Das erzeugte Rauschen der Diode ist beim Eintritt in den ersten Operationsverstärker (~ 40 dB über dem thermischen Rauschen) so hoch, dass das "Signal" -Rauschverhältnis (hier das gewünschte Rauschen) bereits fest eingestellt ist und sich keine Wahl für den Operationsverstärker ändern wird oder färben Sie es.