Rauschen AD8015

[bernd (Gast)]

hallo leute!

ich würde gern /muss für eine rauschanalyse die rauschbeiträge für einen 
transimpedanzwandler (AD8015) ermitteln. was mir fehlt, ist das 
eingangsspannungsrauschen (thermisches rauschen an Rb) an der basis des 
AD8015, welches die am eingang anliegenden kapazitäten lädt nach In=Un * 
C * B
Es ist im datenblatt lediglich das stromeingangsrauschen 
gegeben.(0.3pA/Hz^1/2
um das spannungsrauschen zu ermitteln brauche ich den wert für den 
basiswiderstand der differenzverstärkerstufe. diese ist im datenblatt 
angegeben, also zumindest der aufbau mit versträungsfaktor bzw Ic und Ib 
bei angelegter referenzspannung von 1.7V an der basis.
laut "tietze-schenk" (s.132) bedarf die ermittlung des Rb einiger 
parameter wie der optimalen rauschzahl F oder transitfrequenz fT. beide 
sind aus dem datenblatt nicht zu gewinnen und auch von Analog Devices 
kam hier noch keine antwort bezüglich konkreter werte.

ich dachte vielleicht, dass ich den Rb auch aus genannten Ic Ib beta und 
Uref ermittelt oder zumindest grob angeben kann?

ich hoffe ihr habt ein paar tipps für mich!
danke

[Ulrich (Gast)]

Das Datenblatt hat gleich am Anfang eine Kurve für den gesamten 
Rauschstrom als Funktion der Frequenz für verschiedene Kapazitäten. 
Daraus kann man das Stromrauschen berechnen. Aus der Kurve komme ich auf 
rund 1 nV/Sqrt(Hz).

Das ist auch etwa ein plausible Größe für 3 mA Strom in der 
Eingangsstufe, wenn man es mit hochwertigen OPs vergleicht.

[bernd (Gast)]

hallo Ulrich
danke für die schnelle antwort!
mit welchen werten hast du die 1nV errechnet? bzw für welche kapazität?

I=U*C*B umstellen -> U=I/C*t ?

wenn die kurven im db das stromrauschen und spannungsrauschen für 
versch. C darstellt, dann heißt das, dass ich spannungs- und 
stromeingangsrauschen nicht getrennt ermitteln muss. verstehe ich dich 
da richtig?
wenn dem so ist, sollte sich doch aus der kurve eine grobe gleichung 
herleiten lassen, die mir das stromrauschen für beliebige C angiebt?
so wie es die grafik hergibt, sieht es so aus als ob das ganze mehr oder 
weniger linear zur änderung der C verläuft. also eine art 
geradengleichung y=mx+n wobei x=C?
ist das grober schwachsinn oder eventuell ein ansatz?
vielen dank!

[bernd (Gast)]

ich korrigiere...
m=C
x=f

[bernd (Gast)]

ich habe hier mal eine grafik erstellt wie ich mir das vorstelle...
ich verschiebe die x achse und sage das dort null ist. das entspricht 
inetwa 2.145pA.
pi mal daumen kann man aus der grafik sehen (wenn man sich punkte 
herauspickt), dass je 1pF oder 0.5pF der anstieg um einen festen wert 
steigt.
die kapazitäten am ad8015 gehen bis etwa 10pF. ich denke bis hier hin 
sollte ich damit etwas erreichen können?

[Ulrich (Gast)]

Das mit den Geradengleichungen kommt schon so hin. Das Spannungsrauschen 
am Eingang wird ja durch die Kapazität am Eingang zu einem effektivem 
Stromrauschen. Die kurven geben schon das gesammte Rauschen, incl. dem 
echten Stromrauschen - bei hoher Frequenz und nicht zu kleinem C 
dominiert aber schon das Spannungsrauschen als Ursache.
Das Stromrauschen gesamt ist dann die Summe aus dem echten und dem über 
den Kondensator. Der Anteil durch den Kondensator gibt sich dann zu
I = U  w  C  , mit w für die Kreisfrequenz.
Den echten Stromanteil müsste man streng genommen geometrisch dazu 
addieren, nicht einfach linear. Bei großem w*C ist Fehler aber nicht so 
groß.


Die Umrechnung ist schon so wie oben angedeutet.
U = I / (w*C)

Für C und I sind da nur Differenzen interessant. Also etwa die von 1 pF 
nach 3 pF.  Als grobe extrapolation komme ich da für w = 10^9 s^-1 
(also rund 150 MHz) auf etwa 1 pA / pF.