Шумы ОУ и транзисторов

[Payal-Nik]

Мужики, как перевести дБ в напряжение шумов приведенное к входу и наоборот. Т.е. как сравнить шумы ОУ и транзистора?

[Quasar]

Дб=20Lg(число)

Например имеется два числа:

U1(шума)=10мВ
U2(сигнала)=1В

В дециБеллах их отношение равно 20Lg1В/10мВ=40дБ

Для мощности Дб=10Lg(число).

[Костя Мусатов]

Децибелы шума транзистора считаются, как соотношение между уровнем шумов транзистора и уровнем шумов резистора, равного импедансу источника сигнала. Резистор имеет тепловой шум. На выходе усилительного элемента не может быть шумов меньше, чем выдает источник. Это соотношение, выраженное в дБ обычно и указывается. Что бы перевести дБ в мкВ шума в определенной полосе надо проинтегрировать спектральную плотность шума и полученный результат перевести в напряжение. Поскольку спектральная плотность шума зависит от частоты, то легко считается только в узких полосах. Спектральная плотность шума считается как спектральная плотность шума резистора, умноженная на коэффициент шума транзистора.

[Payal-Nik]

Дб=20Lg(число)

Например имеется два числа:

U1(шума)=10мВ
U2(сигнала)=1В

В дециБеллах их отношение равно 20Lg1В/10мВ=40дБ

Для мощности Дб=10Lg(число).

Дык это я еще в школе учил



ДБ- это логарифм отношения двух значений, а тут дается одно.


Костя, а можно доступнее для особо одаренных
РЦС я учил ну очень давно и уже не помню как считать спектральную плотность. К тому же я занимался вычислительной техникой, а там это не пригодилось.

[Костя Мусатов]

Костя, а можно доступнее для особо одаренных
РЦС я учил ну очень давно и уже не помню как считать спектральную плотность. К тому же я занимался вычислительной техникой, а там это не пригодилось.

Извини, это большой объем. Лучше посмотри учебник. Я сам, при необходимости смотрю книги, наизусть можно и ошибиться

[Quasar]

Дык это я еще в школе учил

ДБ- это логарифм отношения двух значений, а тут дается одно.

Ну ладно. Кому-нибудь всёравно пригодится

[boatsman]

Лучше посмотри учебник. Я сам, при необходимости смотрю книги, наизусть можно и ошибиться

Точно. Тем более что коэфф. шума в дБ - приведен к полосе измерения и полный (токовый плюс напряжения), а для ОУ дают 1) напряжение и ток шума на "полке", то есть выше среза фликкер - шума 2) в полосе 0,1...1...10Гц или до 100 - то есть "фликкер", шум со спектром 1/f.

Сравнить можно только при сравнимом сопротивлении источника и одинаковой полосе измерения.

Посмотри еще у Сухова, статья в 86-м "Радиоежегоднике" про малошумящие усилители.

[Alex Nikitin]

В первом приближении это выглядит так: "коэфф. шума в дБ" - это увеличение шума по сравнению с чисто тепловыми шумами источника, поэтому сопротивление источника всегда в таком случае должно быть нормировано. Поскольку шумы некореллированные, то при шуме устройства, равном по величине шумам источника, Кш=3дБ . Например, для ВС550 максимальный Кш = 3дБ указан для сопротивления источника 2К. Примерный перевод шума сопротивления источника в плотность шума такой: при 100 Ом - 1,3нВ спектральной плотности (в полосе 1Гц), при 10К - 13 нВ, при 1М - 130 нВ. То есть 1 К обладает плотностью шума около 4 нВ. Надо, правда, учитывать, что в Кш суммируются шум по напряжению и токовый шум, так что прямой перевод будет не всегда аккуратен.

Алексей

[Payal-Nik]

Ну, хорошо, а если сравнить шумы NE5534 и 3х каскадного усилителя на Кт3102Е. В даташите на ОУ указано Кш=0,9дБ или 4нВ/SQR(Hz), а у каждого транзистора-4дБ.
Т.е. получается, что ОУ шумит меньше?
Сопротивление источника не выше 15кОм.

[Alex Nikitin]

Ну, хорошо, а если сравнить шумы NE5534 и 3х каскадного усилителя на Кт3102Е. В даташите на ОУ указано Кш=0,9дБ или 4нВ/SQR(Hz), а у каждого транзистора-4дБ.
Т.е. получается, что ОУ шумит меньше?
Сопротивление источника не выше 15кОм.

Возможны варианты . Во-первых, не указано, для какого сопротивления источника приведён Кш=4дБ для транзистора. Во-вторых, это максимальное значение, в-третьих, шумы конкретной транзисторной схемы будут сильно зависить от режима первого транзистора 3-х каскадного усилителя. Вклад последующих каскадов уменьшается пропорционально усилению предыдушей части усилителя, так что чаще всего им можно пренебречь.

Короче говоря, этих данных недостаточно для однозначного ответа .

Алексей

[Эзотехник]

У хороших ОУ R базы входных транзисторов - порядка 10 Ом, а у КТ3102 - до килоома. Так что оперы класса AD797, LT1028 будут всегда лучше указанных транзисторов.

[Payal-Nik]

4дБ приведено для сопротивления источника=200 Ом при токе 0,2мА на 1кГц. Токи покоя соответственно: 50мкА, 100мкА и 500мкА.
Кu=360. Все три каскада охвачены ОС.

[Alex Nikitin]

4дБ приведено для сопротивления источника=200 Ом при токе 0,2мА на 1кГц. Токи покоя соответственно: 50мкА, 100мкА и 500мкА. Кu=360. Все три каскада охвачены ОС.

Соответственно, приведённое ко входу напряжение шумов будет порядка 2 nV/SQR(Hz), а при токе коллектора в 4 раза меньшем напряжение шумов возрастёт где-нибудь раза в полтора-два, то есть станет сравнимо с шумами NE5534. Не учитывая возможную разницу в токовых шумах и спектральном составе шума, можно сказать, что при сопротивлении источника больше 2-3 К основным шумом будет тепловой шум источника сигнала, а при сопротивлении источника больше 10 К стенет преобладать токовый шум входного каскада. NE5534 вляется практически бесшумным (то есть не добавляет шума) при сопротивлениях источника где-то от 2 до 10 кОм. Вот график из описания:

Алексей

[Payal-Nik]

Алексей, т.е. насколько я понял, лучше транзисторы заменить на 5534?
В качестве источника-магнитная головка индуктивностью около 120мГн.

[boatsman]

Кроме всего:
частота среза фликкер-шума (шум вида 1\F по нашей терминологии) у КТ3102 около килоГерца-двух.
Аналогично и для 5534 (но несколько меньше).

Среди современных ОУ большинство имеет срез фликкера ниже; а элементарная замена 3102 на 3107 (p-n-p) даст тот же результат (Rбазы меньше, частота среза фликкера тоже).

[Payal-Nik]

Посмотри еще у Сухова, статья в 86-м "Радиоежегоднике" про малошумящие усилители.

Спасибо. Нашел. В выходные попробую перевести в обычный Бейсик.

[Alex Nikitin]

Алексей, т.е. насколько я понял, лучше транзисторы заменить на 5534?
В качестве источника-магнитная головка индуктивностью около 120мГн.

Всё зависит от конкретных целей и конкретной схемы применения, в том числе от рабочего частотного диапазона. Если это для усилителя-корректора, то может быть проще заменить КТ на что-нибудь вроде BC550 ?

Алексей

[Payal-Nik]

Алексей, спасибо. Это усилитель воспроизведения.
У меня тоже мысль такая возникла- не париться и просто поменять транзисторы на ВС549-550.
Просто подумал, а вдруг у 5534 шумы намного меньше.

[sia_2]

Отнюдь не обязательно. Зависит от импеданса источника - нужно учитывать еще ток шума. А вот он у этих ОУ немал.