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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

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coco
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ノイズの計算
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アクセス4623
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード 初段アンプ   ノイズ   帯域   レベルダイヤ   kTeB   Powered by Yahoo
投稿日時15/02/20 21:47
はじめまして、微小信号を増幅する回路を検討しています。

レベルダイヤを書く時にノイズレベルですが、
どこを基点とすればいいのでしょうか?
初段アンプの入力前?それともアンプの出力の後?

たぶん計算は Ne=kTeB 等の式を使うと思うんですが
初段アンプ入力の前にする場合は帯域Bをどうすればいいのか分かりません。初段アンプの帯域でいいでしょうか・・・。

初段アンプのノイズ帯域はアンプのGB積から求めればいいんでしょうか?
パッシブなLPFなどの場合は帯域幅が明確なのでいいのですが、、、

http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2002/tr0209/0209sp5.pdf
この中に登場するレベルダイヤの説明には「LNAの入力熱雑音」と書いてあるので、初段アンプの手前のノイズ量を決めてあげないといけないのかなと思います。

とりあえず今は情報収集の段階です。

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coco 回答番号 6
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Re:スペクトラム分析
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アクセス4381
投稿日時15/03/04 12:38
yoshi05さん
はい、10KHz幅で既にノイズレベルがuVに達してしまいます。
単純に考えて10~100Hz程度に帯域に絞らないと難しそうなので
定常的に出ている信号なので帯域を大きく取って後段のFFTでノイズに埋もれた信号を拾い出すのも可能かと思います。

LNAはバイポーラを選択する予定です。CMOSは1/Fノイズが大きいので。

現状の感触では単純な増幅ではノイズが厳しいので、ご紹介いただいたホームページの内容などを参考にロックインアンプの構成も検討を進めたいと思います。

まだセンサーの仕上がりが見えていないので信号源インピーダンスがどこに落ち着くか分かりませんが、今のうち色々引き出しを増やしておきたいと思います。
いろいろアドバイスありがとうございました。

yoshi05 回答番号 5
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スペクトラム分析
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アクセス4284
投稿日時15/03/04 02:08
帯域 1Mhz (1-1Mhz) で、Zin 10KΩ前後で、欲しい信号は1uV未満なのですね・・・√(4 Kb Bw R T) は計算済みだと思います。
この周波数だと、1/fノイズも気になるし、測定開始から結果を出すまでの時間(サンプル数)も気になります。
がんばってくださいとしか言えませんが、
 
> スーパーヘテロダインのように中間周波数を使って
のところは、周波数帯を考えると、
スーパーヘテロダインというより、ダイレクトコンバージョン or 同期検波(ロックインアンプ)かな。
 
NF回路ブロックさんの、ロックインアンプの解説
http://www.nfcorp.co.jp/techinfo/keisoku/noise/index.html 
など参考になると思いますが・・ご覧になったでしょうか。 

こちらの製品群も参考になるかもしれません。
http://www.nfcorp.co.jp/pro/mi/lb/lockin/index.html

もっとも、入力信号が連続波でないかもしれませんから・・、さらに一工夫必要かもしれませんね。

coco 回答番号 4
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Re:センサでしたか
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アクセス4449
投稿日時15/03/03 10:06
yoshi05さん返信ありがとうございます。

はい、PGAが入るのでそんな感じの図になると思います。
この構想が出来るのかをレベルダイヤで先に確認したくノイズ量を気にしていました。
初段入力のノイズ帯域幅は1MHzということでやってみます。

とある非破壊検査の測定機(スペクトラム分析)に使いたく、1Hzから1MHzまでの範囲で測定することを考えております。
最終段はADCを介してFPGAに入れようと思っていますが、
ゲインが非常に高くアンプ自体のノイズも無視できないレベルになり、なおかつ
センサーの信号源インピーダンスも数~数十KΩと高いため1個のアンプで高いゲインにすると不安定になるので
複数段のアンプとLPFを重ねていく予定です。

場合によってスーパーヘテロダインのように中間周波数を使って、
周波数を狭い範囲に絞ってスイープさせるのもいいかと思っています。(このノウハウはまったくありませんが)

yoshi05 回答番号 3
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センサでしたか
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アクセス4320
投稿日時15/02/27 01:33
てっきり無線関係のお話かと思っていました。

センサということは、こんな図を描きたいのでしょうか。
http://www.geocities.jp/brabecaudio/amp/techinf1.htm

この図に、その信号に対応するノイズのレベルを書き加えればいいのかと思います。

帯域 1Mhz というのは、アンプのGB積でなくて信号の帯域でしょうか? だとして、DC-1Mhzでしょうか?

そうじゃなくて、実際の信号はDC-100Hz とか 10-数khzとかだったりしませんか?

帯域Bの考え方は、「必要とする信号の帯域」を考えればいいと思います。理想的には、この帯域を100dB増幅して、この帯域外は-100dBに減衰するようなアンプを作ればいい。実際はむりですが。

あと、電圧レベルだけでなくインピーダンスがどれくらいかにもご注意ください。

coco 回答番号 2
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Re: 質問範囲をもう少し具体的に!
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アクセス4535
投稿日時15/02/26 14:59
作りたい回路はセンサーです。
検出対象は1MHz以下の帯域で、nV~uV付近の電圧を見ます。最終ゲインは80-100dB程度です。

失礼しました。どの分野でも参考URLの無線と同じ考え方ができるかと思っていました。アドバイスありがとうございます。

YandH 回答番号 1
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質問範囲をもう少し具体的に!
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アクセス4595
投稿日時15/02/25 06:07
質問範囲をセンサー関係、オーディオ関係、デジタル・オーディオ関係、ラジオ放送とか書いてほしいと思います。
いろんな分野のいろんな方がおいでだと思うので、質問範囲を狭めれば早く返事をもらえると思います。
もう少し知りたい質問の内容を書いてほしい。

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