Rauschspannungsberechnung

[Emil H. (Gast)]

Hallo,

ich beschäftige mich gerade mit dem Thema Rauschspannungsberechnung und 
weis da irgendwie nicht so recht weiter, bzw. bin mir nicht so sicher, 
ob meine Überlegungen richtig sind.

Zum Differenzverstärker:

Am positiven und am negativen Eingang des OPV's hat ma ja zwei 
Rauschstromquellen gegen Masse (am neg. noch zustäzlich eine 
Rauschspannungsquelle). Was ich jetzt nicht so richtig weis ist:

1) Tritt die Rauschstromquelle am neg. Eingang nur mit R2 verstärkt am 
Ausgang auf oder mit der Verstärkung 1? Meines erachtens schon mit R2.

2) Tritt die Rauschstromquelle am pos. Eingang mit R4*(1+R2/R1) oder mit 
R4//R3*(1+R2/R1) (R4 parallel zu R3) verstärkt am Ausgang auf oder geht 
diese garnicht mit ein?

Zur zweiten Verstärkerschaltung:

Hier muss man die Schaltung aufspalten. Zuerst berechnet man die 
Rauschspannung am Ausgang des ersten OPV's und diese wirkt dann 
zusätzlich zu den Rauschspannungsquellen vom zweiten OPV und wird auch 
mit dessen Verstärkung vestärkt.
Vorteilhaft wäre, wenn beide OPV's rauscharm sind und der erste ein 
wesentlich geringeres Rauschen aufweist, da sich dieses Rauschen stärker 
auswirkt. Hier nicht gerade, da ja die Verstärkung 1 ist, aber generell 
sollte doch die Rauschspannung der ersten bzw. vorherigen 
Verstärkerstufen geringer sein, da sie stärke in die resultierende 
Rauschspannung am Ausgang mit eingehen oder?

Hier weis ich nicht, ob meine Überlegungen richtige sind oder nicht. 
Vielleicht kann mir jemand einen Ratschlag geben.

mfg
Emil

hoffentlich konnte ich mein Problem annähernd anschaulich rüberbringen!

[Rauschi (Gast)]

Mein Tipp:

Ich mache meine Rauschberechnungen heute nicht mehr mit Papier und 
Bleistift, sondern direkt mit dem Simulator. Einfach eine 
Rauschspannungsquelle oder Rauschstromquelle an einer geeigneten Stelle 
plazieren und schauen was am Ausgang ankommt. Damit kannst du auch das 
thermischen Widerstandsrauschen der einzelnen Widerstände berechnen. Am 
Ausgang addierst du dann geometrisch über alle Rauschanteile.

Diese Methode liefert den Vorteil, daß du sofort erkennst, was denn in 
einer Schaltung am meisten rauscht. Dadurch kannst du die Schaltung ganz 
gezielt rauschmäßig optimieren.

Ganz konkret verwende ich für eine Rauschspannungsquelle einen 
Sinusgenerator, den ich in der Simulation durch den mich intressierenden 
Frequenzbereich durchsweepi. Anzeigen lasse ich mir dann die 
"Verstärkung", also das Verhältnis von Ausgangsspannung zu 
Sinusgeneratorspannung.

[Wolfgang Horn (Gast)]

Hi, Emil,

> ich beschäftige mich gerade mit dem Thema Rauschspannungsberechnung und
> weis da irgendwie nicht so recht weiter, bzw. bin mir nicht so sicher,
> ob meine Überlegungen richtig sind.
Passiert uns immer wieder...

> Zum Differenzverstärker:
>
> Am positiven und am negativen Eingang des OPV's hat ma ja zwei
> Rauschstromquellen gegen Masse (am neg. noch zustäzlich eine
> Rauschspannungsquelle). Was ich jetzt nicht so richtig weis ist:
>
> 1) Tritt die Rauschstromquelle am neg. Eingang nur mit R2 verstärkt am
> Ausgang auf oder mit der Verstärkung 1? Meines erachtens schon mit R2.
>
> 2) Tritt die Rauschstromquelle am pos. Eingang mit R4*(1+R2/R1) oder mit
> R4//R3*(1+R2/R1) (R4 parallel zu R3) verstärkt am Ausgang auf oder geht
> diese garnicht mit ein?

Stell Dir das bildhaft vor - wo fließt der Rauschstrom aus der 
Stromrauschquelle hin? Deshalb entsteht Eingang eine Spannung aus der 
Parallelschaltung aller dort angeschalteten Impedanzen.

Ciao
Wolfgang Horn

[Emil H. (Gast)]

Rauschi schrieb:
> Mein Tipp:
>
> Ich mache meine Rauschberechnungen heute nicht mehr mit Papier und
> Bleistift, sondern direkt mit dem Simulator. Einfach eine
> Rauschspannungsquelle oder Rauschstromquelle an einer geeigneten Stelle
> plazieren und schauen was am Ausgang ankommt. Damit kannst du auch das
> thermischen Widerstandsrauschen der einzelnen Widerstände berechnen. Am
> Ausgang addierst du dann geometrisch über alle Rauschanteile.
>
> Diese Methode liefert den Vorteil, daß du sofort erkennst, was denn in
> einer Schaltung am meisten rauscht. Dadurch kannst du die Schaltung ganz
> gezielt rauschmäßig optimieren.
>
> Ganz konkret verwende ich für eine Rauschspannungsquelle einen
> Sinusgenerator, den ich in der Simulation durch den mich intressierenden
> Frequenzbereich durchsweepi. Anzeigen lasse ich mir dann die
> "Verstärkung", also das Verhältnis von Ausgangsspannung zu
> Sinusgeneratorspannung.

Danke für den Tipp!
Werd mir mal die Schaltung mittels Pspice aufbauen und experimentieren.

mfg

[Björn R. (Gast)]

Hi,

@Emil:

mir scheint so, als ob sich "niemand" so richtig mit deiner Frage 
auskennt, oder einfach keine Lust hat, dir die Antwort zu sagen, weil du 
irgendwie selbst darauf kommen solltest.

Zum Differenzverstärker:

1) Hier fließt meines Erachtens der Strom über R2.

2) Hier bin ich der Meinung, dass die Parallelschaltung die richtige 
Variante ist. (Im Anhang befindet sich meine Überlegung)

Zur Verstärkerschaltung:

Deine Überlegung ist eigentlich richtig, worauf du aber noch achten 
solltest (beim Spalten in zwei Schaltungen), ist, dass du die 
Stromquelle am neg. Eingang des ersten OPV's miteinbeziehen musst, da 
diese bei Betrachtung des ersten Teils (erste OPV-Schaltung) eigentlich 
nicht relevant ist. Da jedoch noch etwas nachgeschalten wird, (zweite 
OPV) muss diese berücksichtigt werden.

mfg Björn

[Emil H. (Gast)]

Hi,

danke für die Hilfe! Das mit der Stromquelle am neg. Eingang beim OPV 1 
hätte ich berücksichtigt.

mfg