a_nian 发表于 2020-10-22 17:59:28

我diy 低频的噪声放大器

为了测试LM399电压基准0.1Hz~10Hz频段的噪音,以及其他芯片电压基准噪音,参考了38度论坛几位大神作品。

放大倍数为10000或100000比较适合,倍数再大或者再小没有意义,如果太小了,因为底噪为100nV,0.1uV放大100000倍后刚好是10mV,再小10倍的,则为1mV,示波器分辨不了,10mV刚好适合示波器输入,所以,100000倍适合测量分辨100nV的噪声,高级示波器不在此列。但是100000放大倍数,则测量的范围太小了,20v供电,只能到200uV P-P,所以,做了切换到10000倍的开关,也就是缩小了10倍,则测量范围扩大10倍,即系2mV P-P,噪声再大可以直接用示波器测量,总的测试范围为0.1uV P-P~2mV P-P。

输入、输出都使用了大方块薄膜电容,输入47uf*10个+输出2个,每个要3块多,这都要几十块了,运费贵了,要10块钱;高通电阻为4.4k左右;存在一个疑问,高通滤波电阻使用绕线电阻或者金属膜是否可以降低底噪、噪音,贴片电阻比较差应该是玻璃铀的,差别如何,暂未能验证;

输入保护使用经过470Ω电阻与两颗s8050正负电压保护;

第一级放大为ADA4522-2,10k倍数,第二级放大为LT1077,10倍数或1,最后运放高通滤波为LT1077;

使用运放单电源转正负电源,方便外置供电(当然最好是电池供电)。电压范围比较大,最大可到OP07C运放供电电压,同时也扩大了测量范围,这也是不用更加低噪声的ADA4528原因。

滤波用的CBB电容是淘宝买很廉价的,1~2毛一颗,电桥100Hz频率测量D值为0.0016左右。
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漂洋过海的ADA4522-2、LT1077终于回来了,3颗运放都要差不多100大洋。

开始焊接板子,板子分两块,一块为主板子,比较小,灵活组装,重点是如果与电容板子一起会超过10CM,嘉立创打板贵好多。剩下几块可以赠送有需要的。无铅锡线也回来了,用无铅锡线焊接,原来买的锡线太渣了。

装机:
背面,是电源接口以及x10k、x100k倍数切换开关,20多v供电时,x10k最高可以测量2mV噪音,x100k为200uV。
前面,输入输出,指示灯。



X100000底噪(短路输入)没有装机、屏蔽,可以在100nV以内

x10k时的测量LM399噪音

x100k时的测量LM399噪音

测试TL431的噪音大约20uV(5V电源经过1K电阻2.5v稳压)有可能滤波电容太小了

sc09009033 发表于 2020-10-22 18:38:49

示波器一般测不了噪声,分辨能力太低,另外就是测试噪声很大

1a2b3c 发表于 2020-10-22 18:49:37

不是有专门的噪声测试仪器么,那样就权威正规

rclong 发表于 2020-10-22 19:09:51

我看EEVBLOG有一期也是做类似的工作
运放直接用9V电池供电

colinzhao 发表于 2020-10-22 19:17:07

用示波器测试噪声,牛!

tangwubing1988 发表于 2020-10-22 19:54:02

LM399 噪声10uV左右,8位半的表才有可能测量到。      泰克这款示波器底噪都有mV级别了。

a_nian 发表于 2020-10-22 20:02:55

sc09009033 发表于 2020-10-22 18:38
示波器一般测不了噪声,分辨能力太低,另外就是测试噪声很大

放大10000或者100000倍后到示波器

a_nian 发表于 2020-10-22 20:03:15

1a2b3c 发表于 2020-10-22 18:49
不是有专门的噪声测试仪器么,那样就权威正规

业余哪有这设备

a_nian 发表于 2020-10-22 20:04:00

rclong 发表于 2020-10-22 19:09
我看EEVBLOG有一期也是做类似的工作
运放直接用9V电池供电

也是用电池供电,只不过外置电池方便谢而已

a_nian 发表于 2020-10-22 20:05:58

tangwubing1988 发表于 2020-10-22 19:54
LM399 噪声10uV左右,8位半的表才有可能测量到。      泰克这款示波器底噪都有mV级别了。 ...

LM399经过一位老板7位半、8位半测试,测试结果基本差不多。

a_nian 发表于 2020-10-22 20:08:26

colinzhao 发表于 2020-10-22 19:17
用示波器测试噪声,牛!

业余做法,没专业设备

armfans 发表于 2020-10-22 21:37:43

楼主遵循单点接地的原则,不过看底层很空,如果底层铺地层,哪个效果好,不是很明白

bolizhicheng204 发表于 2020-10-22 22:40:04

请教一下,滤波电容为什么用CBB?

a_nian 发表于 2020-10-22 23:29:51

armfans 发表于 2020-10-22 21:37
楼主遵循单点接地的原则,不过看底层很空,如果底层铺地层,哪个效果好,不是很明白 ...

应该差不多,对比几位大神的噪音,基本在100nV左右。

a_nian 发表于 2020-10-22 23:30:34

bolizhicheng204 发表于 2020-10-22 22:40
请教一下,滤波电容为什么用CBB?

薄膜电容损耗比较小

vbidl 发表于 2020-10-23 19:51:11

看起来还不错。薄膜电容哪买的,方便透露链接吗?

a_nian 发表于 2020-10-23 22:25:15

vbidl 发表于 2020-10-23 19:51
看起来还不错。薄膜电容哪买的,方便透露链接吗?

https://m.tb.cn/h.4YKQpPn?sm=622ce1 【法拉 D231J476JB1C47uf/63v 476 原箱原包薄膜电容 27.5 现货】
或者直接搜索,我找了家便宜的,3.5元每个。

mowin 发表于 2020-10-24 07:20:59

不错,是追求性能的设计。低噪声放大器难做好

vbidl 发表于 2020-10-24 07:45:56

a_nian 发表于 2020-10-23 22:25
https://m.tb.cn/h.4YKQpPn?sm=622ce1 【法拉 D231J476JB1C47uf/63v 476 原箱原包薄膜电容 27.5 现货】 ...

谢谢。也一直在找这颗料,验证过的风险就比较小一点。

brother_yan 发表于 2020-10-24 10:43:42

ADI有参考设计的,是放在一个罐头盒里

a_nian 发表于 2020-10-24 17:07:57

mowin 发表于 2020-10-24 07:20
不错,是追求性能的设计。低噪声放大器难做好

高频的应该比较困难,这也是跟着各大神瞎折腾。

a_nian 发表于 2020-10-24 17:08:47

brother_yan 发表于 2020-10-24 10:43
ADI有参考设计的,是放在一个罐头盒里

应该比较困难,材料难寻,底噪也不见得很好。

a_nian 发表于 2020-12-11 11:15:01

本帖最后由 a_nian 于 2020-12-11 11:17 编辑

重新使用picscope 2206B测试
底噪:118nV左右,输入短接

LM399电压基准:3.2uV左右,LM399连续通电3天

marshallemon 发表于 2020-12-11 12:28:01

LZ这个是1/f 噪声放大器,LZ测试时经过这个放大器到的示波器

Romate 发表于 2020-12-11 13:27:51

楼主厉害,有原理图可以参考吗

a_nian 发表于 2020-12-13 11:21:39

高通滤波到0.707是0.05Hz左右,低通滤波刚好是10Hz左右,正弦波测试。

a_nian 发表于 2020-12-13 11:22:36

marshallemon 发表于 2020-12-11 12:28
LZ这个是1/f 噪声放大器,LZ测试时经过这个放大器到的示波器

在pico示波器直接自定义了探头,把放大器当做探头

a_nian 发表于 2020-12-13 12:40:39

Romate 发表于 2020-12-11 13:27
楼主厉害,有原理图可以参考吗

有,也是参照几位大神的,乱折腾

hgjdwx 发表于 2020-12-16 22:15:27

有成品出售吗

kitten 发表于 2020-12-16 23:26:40

38上之前有人搞过一批,效果还不错的,直接内置锂电池

a_nian 发表于 2020-12-19 22:49:14

hgjdwx 发表于 2020-12-16 22:15
有成品出售吗

没有,自己做测试电压基准和电源用。还有几块板子,需要的可以赠送。

a_nian 发表于 2020-12-19 22:51:11

kitten 发表于 2020-12-16 23:26
38上之前有人搞过一批,效果还不错的,直接内置锂电池

是的,不想内置锂电池,不是常用的,懒得充电保养,需要时再找快电池用。

a_nian 发表于 2020-12-20 22:11:21

测试了下6F22 9V电池,记录100S






leeseel 发表于 2021-1-16 19:19:40

之前想做一个凌特的低噪声测量的板子,用来分析我音频放大电路的噪声,无奈行动力太弱
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