Rauschen und Filter

[Luky S. (luky)]

Ich habe einen Verstärkerblock mit 50R Ausgang und folgender 
Spezifikation:
Total Input Referred RMS Noise (IRMS), DC to 2.1 GHz: 485nA
Wie rechnet man das effektive Rauschen aus, wenn man einen 
Tiefpassfilter (LC würde ich mal sagen?) dahinterschaltet und wie geht 
die Ordnung des Filters in die Rechnung ein? Das Rauschen oberhalb der 
Grenzfrequenz ist ja nicht weg, sondern nur gedämpft.
Und noch eine Frage: Wie legt man so einen Filter sinnvollerweise aus? 
-3dB Grenzfrequenz bedeutet ja, das bei der interessanten Frequenz schon 
3dB "weg" sind, aber wenn man die Knickfrequenz deutlich weiter nach 
oben legt (0.1dB Grenzfrequenz) ist die Filterwirkung halt auch 
beschränkt...

[GHz N. (ghz-nerd)]

Um deine Fragen sauber und zielführend zu beantworten, bräuchte es etwas 
mehr konkreten Kontext zu deiner Anwendung.

Ganz allgenein ist es für solche Betrachtungen häufig empfehlenswert, 
die Angaben (so weit möglich) in Rauschleistungsdichte (dBm/Hz bzw. 
W/Hz) umzurechnen, mit Filterkurve gewichten und dann wieder zurück nach 
V RMS (oder absolute Leistung) umzurechnen...

[Luky S. (luky)]

Mehr Angaben zum Verstärker habe ich leider nicht. Was braucht es aber 
noch für Angaben zum umrechnen?

[Arno R. (arnor)]

Luky S. schrieb:
> Wie rechnet man das effektive Rauschen aus, wenn man einen
> Tiefpassfilter (LC würde ich mal sagen?) dahinterschaltet und wie geht
> die Ordnung des Filters in die Rechnung ein?

Siehe Anhang.

Bildquelle: Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik

[Luky S. (luky)]

Danke - habs leider aus diesem Ausschnitt noch immer nicht ganz 
verstanden:
Nur der Verstärker: 485nA bis 2.1 GHz
1 GHz Tiefpass 3. Ordnung (Butterworth): 1.05GHz äquivalente 
Rauschbandbreite
Da weitere Angaben fehlen muss/kann man von weißem Rauschen ausgehen, 
oder? Also kann man die 485nA in diesem Beispiel "einfach" halbieren 
(=243nA 0 bis 1 GHz)?

[Arno R. (arnor)]

Halbierte Bandbreite heisst nicht halbiertes Rauschen, sondern 70%, weil 
die Bandbreite mit der Wurzel eingeht.

[Rainer W. (rawi)]

Arno R. schrieb:
> Halbierte Bandbreite heisst nicht halbiertes Rauschen, sondern 70%, weil
> die Bandbreite mit der Wurzel eingeht.

Von hinten durch die Brust ins Auge...
Ausgehend von konstanter Rauschleistungsdichte ist die Rauschleistung 
proportional zur Bandbreite. Die Leistung ist proportional zum Quadrat 
von Spannung oder Strom.

[Arno R. (arnor)]

Luky redete nicht von Leistung, sondern vom Strom.

[Rainer W. (rawi)]

Arno R. schrieb:
> Luky redete nicht von Leistung, sondern vom Strom.

Aber er denkt in Rauschleistungsdichte.

Luky S. schrieb:
> Da weitere Angaben fehlen muss/kann man von weißem Rauschen ausgehen,
> oder? Also kann man die 485nA in diesem Beispiel "einfach" halbieren
> (=243nA 0 bis 1 GHz)?

[Joe L. (joelisa)]

Mein Tipp: 
https://ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/chab/chab-dept/research/documents/LPC/EK_Skript_Kap4_1_Rausch_u_Strngen.pdf.

Das Paper könnte dich weiter bringen -- für den Anfang reichen 
vielleicht erst mal die Kapitel 2.4, 2.6 und 2.9. Besser als dort könnte 
ich es Dir auch nicht erklären ...

Wer sich grundsätzlich für's Thema "Low Noise" interessiert, dem sei 
Kap. 5.2 empfohlen, zusammen mit AN-15 "Minimization of Noise in 
Operational Amplifier Applications" von PMI (Precision Monolitica Inc.).

[Luky S. (luky)]

Werde ich mir anschauen, danke!