Mengapa menggunakan LNA di generator kebisingan?

Dalam appnote Maxim ini , kebisingan longsoran dioda zener diperkuat oleh dua LNA bertingkat (Low-Noise Amplifier):

Anda dapat menebak apa pertanyaan saya: mengapa menggunakan amplifier low-noise jika Anda menginginkan noise pada awalnya? Bukankah opamps biasa menghasilkan white noise?

Kebanyakan noise dalam opamps, seperti noise termal dan noise Schottky ( noise "shot") berwarna putih , yaitu memiliki spektrum datar, tetapi misalnya noise flicker (alias noise 1 / f) tidak. MAX2650 akan memiliki noise yang lebih rendah secara keseluruhan , baik putih maupun berwarna.

Tetapi bahkan jika keseluruhan kebisingan mendekati putih mungkin ada alasan lain untuk tidak memilih opamp, dan mereka tidak selalu teknis.
Aplikasi catatan oleh produsen tidak hanya menawarkan pelanggan sebuah layanan . Mereka juga / terutama kendaraan promosi , untuk menempatkan produk-produk pabrikan dalam sorotan. Mungkin orang-orang pemasaran di Maxim berpikir bahwa MAX2650 tidak mendapatkan perhatian yang cukup.

bacaan lebih lanjut :
Dokumen TI ini memberi tahu Anda lebih banyak tentang kebisingan dalam opamps.

Tidak ada jaminan bahwa ada jawaban yang benar-benar bagus. Itu adalah "ide desain" dan tampaknya itu mungkin didasarkan pada ide sirkuit majalah. Alasan dari perancang tidak dijamin sebagai tulisan suci

TAPI

Tujuannya adalah untuk menggunakan sumber kebisingan yang sebisa mungkin menyediakan kebisingan acak. Dia mencatat itu

• Dalam kisaran sumber arus ini, daya derau bervariasi cukup acak dalam ± 1dB. Tampaknya dalam fenomena kerusakan dioda zener, kebisingan longsoran mendominasi atas sumber kebisingan lainnya, seperti noise tembakan (yang sebanding dengan arus), kebisingan flicker dan kebisingan termal.

Sebuah op amp tidak akan memiliki kebisingan longsor sebagai sumber kebisingan dominan.

Sosoknya 2 (disalin di bawah) lebih jauh menegaskan maksudnya.

• Kurva bawah adalah output sistem dengan semua daya dimatikan.
• Kurva tengah (meningkatnya amplitudo dengan frekuensi meningkat) adalah sistem dengan daya pada opamps tetapi tidak pada zener.
• Kurva uppper (amplitudo jatuh dengan meningkatnya frekuensi) adalah output dengan sumber kebisingan zener aktif.

Bisa dibilang hasil terbaik diberikan dengan semua daya dimatikan, tetapi amplitudo adalah 46 dB + lebih rendah dari hasil akhir, dan sumbernya tidak jelas (paling-paling).

Kurva hanya op-amp yang rata secara keseluruhan sebagai hasil akhir (tetapi dengan kemiringan yang berlawanan) tetapi memiliki variasi yang jauh lebih banyak pada titik-titik yang dipilih dan beberapa kunjungan yang sangat utama (5 paku sekitar 15 dB +, lebih banyak lagi dari 5 dB + dan besar tingkat variabilitas umum. Hampir tidak ada indikasi sumber kebisingan putih asli.

Kurva akhir jauh lebih dekat dengan keseluruhan datar, terlepas dari besarnya umumnya jatuh dengan frekuensi yang dapat dengan mudah dikompensasi. Khususnya ada sejumlah puncak minor (rentang 2 hingga 5 dB) pada sejumlah frekuensi yang sesuai persis dengan puncak utama di respons op amp saja. Ini menunjukkan bahwa mereka adalah atribut dari sistem dasar dan bukan dari sumber zener dan bahwa itu adalah kekurangan output noise dari amplifier dasar yang membatasi kinerja keseluruhan - indikator yang baik bahwa perangkat dengan noise rendah dibenarkan.

Yang mengatakan, lonjakan diucapkan di sekitar 1,3 divisi dari 1 MHz, memberikan sekitar 20 dB lonjakan di op-amp plot saja dan lonjakan 10 dB di plot akhir menunjukkan sumber kebisingan eksternal dari beberapa besaran. Frekuensi sekitar 1,3 / 4 = 0,325 dari jalan dari 1 hingga 10 MHz pada skala log ~~~ = 2,1 MHZ. Ini mungkin frekuensi IF dalam testgear (1,6 MHz?). Demikian pula lonjakan rentang sempit dengan magnitudo tinggi pada rentang op-amp 20 Mhz - 80 MHz hanya menyarankan sistem pengukuran atau respons palsu op-amp.

Menariknya, perubahan tiba-tiba pada op-amp response hanya pada kisaran 80 - 100 MHz dengan sedikit lonjakan noise dan variabilitas umum yang luas tidak tercermin di mana pun pada tingkat yang sama di output akhir.

Secara keseluruhan sepertinya op-amp noise adalah faktor utama dalam ketidak idealan hasil akhir. Jika "kesalahan" yang diamati dalam respons op amp dikurangi dari hasil akhir, sumber kebisingan yang jauh lebih unggul akan dihasilkan. Karena ini benar dengan op amp kebisingan rendah, sepertinya perangkat dengan tingkat kebisingan yang lebih tinggi akan menghasilkan hasil yang lebih buruk.

mereka bisa menggunakan op amp apa saja untuk melakukan pekerjaan itu. Genereated noise diode sangat tinggi memasuki op amp pertama (~ 40dB di atas thermal noise) sehingga "sinyal" (di sini, noise yang diinginkan) -to-noise ratio sudah mapan, dan tidak ada pilihan op amp yang akan berubah atau warna itu.