我diy 低频的噪声放大器

a_nian · 发表于 2020-10-22 17:59:28

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 D231J476JB1C 47uf/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 D231J476JB1C 47uf/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

我diy 低频的噪声放大器

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