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[参考译文] OPA657:OPA657的输出噪声

Guru**** 1271480 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA657
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134097/opa657-output-noise-of-opa657

器件型号:OPA657

您好,

我将使用 OPA657作为 TIA 来测试以下电路的输出噪声、以放大 PD。 LPF_OUT 的输出噪声可能达到20mVp-p、这远远大于仿真结果(0.85mV*6.6≈5.6mVp-p)。

我还进行了计算、但结果 小于仿真结果、因此我不会将其粘贴到这里。

我确认的内容:  

  • 在 没有直流偏置电压的情况下、噪声保持不变(未显示在仿真方案中)、因此不应由 PD 的直流偏置驱动电压产生的纹波/噪声引起。
  •   如果没有 PD  、噪声会保持不变、因此噪声不会因 PD 的暗/短噪声而产生。  
  • 正/负电压的纹波小于3mVp-p  
  •  增益电阻器的温度系数不超过 15ppm/C

在我开始下一个测试之前、如果  有人能提供帮助、我想获得一些提示、谢谢!

更新了:改进了测试 设置。  在黑暗环境中、PD 在直流偏置下工作。 电流背景噪声约为12mVp-p 噪声的主要部分似乎来自射频-与计算/仿真相比有一点奇怪、反馈电阻器的作用不应像使用10ppm/C 类型那样大。

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    您好、跟随者、

    我今天忙于实验室工作、但我将在本周查看您的帖子。

    如果我有任何后续问题、我会告诉您。

    最棒的

    阿尔茨

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    你好、Alec、很好、期待你的回复:)

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    您好、跟随者、

    快速更新:我的同事 Sima 和我将在本周内研究您的问题、我们将努力 在本周结束前提供更新。  我感谢你对此事的耐心。

    最棒的

    阿尔茨

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    我想我们讨论的是 BW 的这个、我仍然让 T 形网络1打开、运行它以在输出 RC 中降低 R、但在相同的极点位置、  

    然后将其修改回您的、  

    因此、这与您上面显示的结果相匹配、因此为了与测量值进行比较、需要更多有关您如何执行该操作的详细信息。 在不探测 DUT 的情况下、探头的基线噪声是多少。  

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    反向接地噪声的目标为3~5mVp-p 但 T 网络相对于 BW 而言非常好、我准备了一个 T 网络版本进行测试、以查看哪一个更适合 SNR。 但在此之前、我只想将此版本优化为具有此功能的版本。

    BTW:我已经确认大部分噪声应该由射频引起-即使我使用了10ppm/K 电阻器。 因此、我想运算放大器的电流噪声 是 Noi、它的大小正如我所期望的那样小。

    谢谢!

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    您好、跟随者、

    为了实现最低噪声、在您的电路中使用先进的电阻器非常重要。 切勿使用厚膜电阻器、仅使用高质量薄膜电阻器:

    https://quantasylum.com/blogs/news/a-cmos-pre-amp

    尤其是高欧姆反馈电阻器至关重要。 有时、它有助于通过电阻较小的串联电路替换单个反馈电阻器、因为电阻越小、噪声就越低。 这与高欧姆电阻器采用不同的制造工艺有关。 此外、对于产生更高噪声的高欧姆电阻器、还使用了不同的材料。

    串联电路还有助于最大限度减小反馈电阻器不需要的寄生并联电容、因为当电容器串联时、总电容会减小。

    如链接所示、电阻器封装越大、噪声越低。 因此、请避免使用0402电阻器、但应选择尽可能大的封装。 当然、不能影响 HF 性能、而 OPA657必须仍然稳定运行。

    另一个事实是:请记住、在转角频率1/(2 x PI x 1.5MOhm x 100fF)= 1.1MHz 以上、只有15pF 和100fF 电容决定了噪声增益、从而产生150V/V 的噪声增益 OPA657的所有噪声均在此频率基础上放大150V/V 系数!

    Kai

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    您好、跟随者、

    Kai 绝对正确:知情的组件选择对于成功的布局至关重要;与运算放大器的电压和/或电流噪声相比、通常情况下电阻器(通常为射频)噪声(请参阅奈奎斯特热噪声公式/白皮书)占主导地位。  尤其是在较高的温度下!

    如果您需要超出主题中讨论内容的其他资源、我可以查看我们在该主题上的内容。

    最棒的

    阿尔茨

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     尊敬的 Kai:

    目前、我使用的是 RG2012P-155-B-T5 0805薄膜电阻器。 这些系列的转售人让我心开想,但我需要在 PCB 上有更多的空间:(。

    我已经测试了更多、所有这些都是薄膜和0805

    RF = 1.5M (25ppm/K) 10.6mVp-p

    RF = 1.0M  (10ppm/K) 8.19mVp-p

    RF = 0.1M (10ppm/K) 2.89mVp-p

    我 在滤波器后测试了噪声并得到了 FFT 频谱、噪声峰值为50Hz、22kHz、68kHz、126~136kHz、1.1MHz 之后的噪声应该被很好地滤除:

    尝试找到50Hz 的路由以及22kHz、68kHz、126~136kHz 噪声源(似乎是22kHz 的谐波)

    感谢您的回复和提醒。  

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    您好、跟随者、

    50Hz 是电源噪声、22kHz 以上的谐波可来自现代 LED 灯或任何测量设备显示屏。

    我希望您的电路在 Faraday 笼的帮助下得到适当屏蔽? 将法拉第笼连接到信号接地。

    Kai

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    [引用 userid="219013" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134097/opa657-output-noise-of-opa657/4211928 #4211928"]目前我使用的是 RG2012P-155-B-T5 0805薄膜电阻器。

    是的、该 SUSUSUSUSUYU 电阻器应该非常适合。

    Kai

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    是的、我设计了金属 镀层器件、但尚未将其装配到 PCBA 上。 将很快对其进行测试。

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    尊敬的 Kai:

    我使用了金属屏蔽部件来覆盖 PCB 的顶部和底部。 没有明显的变化。 但是当我触摸金属部件时、示波器上显示的噪声从15mVp-p 下降到6mVp-p - 22kHz 噪声似乎是不可预计的。 通过0603跳线电阻器(当前使用短接线)将 matal 屏蔽部件连接到 PCBA GND。 这是否意味着噪声来自环境、并被高阻抗的环境干扰? 你有什么建议吗?

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    您好、跟随者、

    [引用 userid="219013" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134097/opa657-output-noise-of-opa657/4214973 #4214973"]但当我接触金属部分时,示波器上显示的噪声从15mVp-p 降至6mVp-p - 22kHz 噪声似乎是不可预计的。

    通过触摸屏蔽、您已将身体从 EMI 辐射天线转变为屏蔽。 您的身体从环境中接收到噪声和 EMI、通过靠近电路、您可以将此 EMI 注入电路。 通过触摸屏蔽层将身体接地停止将 EMI 注入电路、但将其注入信号接地。 您的身体不再处于不同的电势、您无法再将 EMI 注入电路。

    您可以轻松地用手指故意将噪声和噪声顺便注入到电路中(当然,如果电路中没有危险的电势!)。 手指靠近电路的组件、例如高欧姆电阻器、但不要触摸它、您将注意到噪声和噪声增加。 在过去的好日子里、我们将这种方法称为"Brummfinger (="hum finger?)" 在德语中、Hifi 等模拟电路中使用了简单但非常有效的"信号跟踪器"、例如、它有助于找到损坏的组件。

    [引用 userid="219013" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134097/opa657-output-noise-of-opa657/4214973 #4214973"]这是否意味着噪声来自环境并由高阻抗电路拾取?

    完全正确! 见上文。

    [引用 userid="219013" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134097/opa657-output-noise-of-opa657/4214973 #4214713"]您有什么建议吗?

    使用法拉第笼、而不是简单的护罩。 法拉第笼完全围绕着一个电路。 因此、在测量过程中将您的电路放入金属盒中、并将金属盒连接到 OPA657电源电压去耦电容器的信号接地。

    Jim William 的饼干是传奇  

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    我在电路的一部分(模拟部分)增加了 Farady 咖啡馆、有一定程度的改进。 将在将整个设备放入金属盒后进行更多测试、如您所述。 到目前为止、我将关闭此项、如果我遇到难以解决的问题、我将发布一个新问题。

    再次感谢您周到的反馈!

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    祝你好运

    Kai