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Rauschen bei OP-Amp mit unity gain |
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BID = 836421
buran16 Gerade angekommen
Beiträge: 9
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Hallo Zusammen,
Von meinem Sensor wird ein relativ hochohmiges Signal geliefert. Bevor ich diese in meinen Filterpfad einspeise möchte ich es gerne mit einem Operationsverstärker in Spannungsfolger beschaltung (Unity gain) buffern. Dabei möchte ich die ganze Schaltung auf minimales Rauschen auslegen.
Beim suchen im Internet und in Datenblättern bin ich auf 2 verschiedene Varianten gestossen. Wobei mir beide Funktionell gleich erscheinen.
Beim Ersten wird der Ausgang direkt mit einem Kurzschluss auf den negativen Eingang zurück geführt. Das ist so wie ich es kennen gelernt habe.
Nun haben jedoch einige Quellen in die Rückkopplung einen kleinen Widerstand geschaltet (ca. 56 Ohm).
Was ist der Sinn und Zweck dieses Widerstandes? Was für einen Einfluss hat er auf den Rauschteppich?
Vielen Dank für eure Antworten.
Grüsse
Buran |
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BID = 836429
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12742 Wohnort: Cottbus
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Wie groß ist denn das Ausgangssignal des Sensors, dass du dir Gedanken über Rauschen machen musst?
Und wie hoch (falls es keine Gleichspannung ist) ist die Frequenz des Signals?
Ein oller OPV wird nie rauscharm, du musst also erstmal einen geeineten (und bezahlbaren) OPV finden.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber. |
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BID = 836432
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| relativ hochohmiges Signal geliefert. Bevor ich diese in meinen Filterpfad einspeise möchte ich es gerne mit einem Operationsverstärker in Spannungsfolger beschaltung (Unity gain) buffern. |
Dann brauchst du hauptsächlich einen Verstärker mit geringem Stromrauschen.
Den beschaltest du dann zweckmäßigerweise so, wie der Hersteller es vorsieht, denn etliche Typen sind von sich aus für V=1 nicht stabil.
Meist ist es aber günstig, eine rauscharme Eingangsstufe mit einiger Verstärkung laufen zu lassen, damit man aus dem Rauschen herauskommt und nicht in der nächsten Stufe wieder das gleiche Problem hat.
Wenn du keine Gleichspannung zu verstärken hast, wäre auch an diskrete J-FET zu denken. Unter denen gibt es sehr rauscharme Typen, wie sie in ICs lange nicht zur Verfügung standen.
Auch der Frequenzbereich ist nicht uninteressant, denn es gibt auch Unterschiede wo das 1/f-Rauschen anfängt. Deshalb wirst du auch nicht die billigsten Typen verwenden wollen, denn insbesondere die Prüfung auf niederfrequentes Rauschen kostet Zeit und Geld.
Zitat :
| Was ist der Sinn und Zweck dieses Widerstandes? Was für einen Einfluss hat er auf den Rauschteppich? |
Er wird zusammen mit der Eingangskapazität und den parasitären Schaltungskapazität zur Frequenzgangskompensation dienen.
Bei dieser Schaltung kannst du ihn aber komplett vernachlässigen, da das Spannungsrauschen eines so niederohmigen Widerstands sehr gering ist und jedenfalls einige Größenordnungen unter dem der FET-Eingangsstufe liegt.
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BID = 836434
buran16 Gerade angekommen
Beiträge: 9
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Hallo Zusammen,
Vielen Dank für eure Antworten. Der Sensor liefert ein Signal mit einer Amplitude von ca. 4V (Pseudodifferential). Das scheint auf den ersten Blick viel, da ich jedoch mit 20Bit oder mehr auf zu lösen versuche, kommt das Rauschen schon sehr nahe Das Signal hat einen Frequenzbereich von 0 bis 500Hz.
Ich verwende den OPA277. Dieser wird auch im Development Kit von TI verwendet.
@Perl: Ok, dann kann ich den weg lassen.
LG
Buran
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BID = 836438
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Ich verwende den OPA277 |
Dann kann das Eingangssignal ja so sehr hochohmig nicht sein.
Zitat :
| Ok, dann kann ich den weg lassen |
Weglassen ist nicht das Gleiche, wie ihn hinsichtlich des Rauschens vernachlässigen.
Sieh ihn im Layout vor, dann kannst du verschiedene Werte ausprobieren, und evtl. auch noch einen 0-Ohm-Widerstand einbauen.
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BID = 836443
buran16 Gerade angekommen
Beiträge: 9
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Ich weiss leider nicht genau wie gross der Innenwiderstand wirklich ist. Das Datenblatt ist nicht gerade berauschend. Zu den Ausgängen steht nur folgendes:
Zitat :
| Output impedance / load: Min. 50 kΩ at Vout (pin 8 ) and VAGND (pin 5)
Max. 50 pF at Vout (pin 8 ) and Max. 100 μF at VAGND (pin 5)
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Ich vermute, dass es schon einen Buffer am Ausgang hat, dieser jedoch nicht treib stark ist oder nicht Kurzschluss fest.
Da ich meine Filter wegen dem Widerstandsrauschen relativ niederohmig gebaut habe (10k), passe ich sicher nicht in diese Spezifikation.
Der OPA277 hat, wenn ich das richtig gelesen habe einen Eingangswiderstand von ca. 100M.
Wenn das nicht reicht
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BID = 836481
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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20 Bit ist eine Menge Holz, sind grob 120 dB.
Da merkt man es schon, wenn man nicht rauscharm verstärkt. Einen direkten Tip habe ich nicht. Am ehesten würde ich schauen, wie bei hochwertigen CD-Spielern das Signal verstärkt wird. Da gibt es ja ebenfalls solche Verstärker vor und nach Filtern.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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