مضخم منخفض الضوضاء لقياس ضوضاء المقاوم

الضوضاء في كل مكان حولنا ، وبينما من السهل تحديد الضوضاء الصوتية باستخدام آذاننا ، يصعب تحديد الضوضاء الإلكترونية حتى مع الأدوات المناسبة. محلل الطيف هو الأداة الأكثر ملاءمة لقياسات الضوضاء ، ولكنه يضيف أيضًا ضوضاء خاصة به لأي إشارة تبحث عنها. [Limpkin] كان يعمل على قياس إشارات الضوضاء الصغيرة جدًا باستخدام محلل الطيف ، وشارك نتائجه في مشاركة مدونة شاملة.

كان الهدف الذي حدده بنفسه هو قياس الضوضاء الناتجة عن مقاومة 50 أوم ، وهي المعاوقة الأكثر شيوعًا في مدخلات ومخرجات أنظمة التردد اللاسلكي. صيغة قوة ضوضاء جونسون نيكويست يخبرنا أن جهد الضوضاء المتوقع في عرض النطاق الترددي أحادي هرتز هو 0.9 نانوفولت فقط – صغير بأي معيار ، وبترتيب من حيث الحجم أصغر من الضوضاء الأرضية لمحلل الطيف النموذجي. [Limpkin] لذلك صمم مكبر للصوت ومخزن إشارة لرفع إشارة الضوضاء بمعامل 100 ، باستخدام مضخم صوت منخفض للغاية يعمل من زوج من البطاريات 9 فولت.

ومع ذلك ، كانت هناك مشكلة في هذه الدائرة: سيتم أيضًا تضخيم أي جهد تيار مستمر شارد موجود عند مدخلاته إلى مستويات يمكن أن تلحق الضرر بمنفذ الإدخال الحساس للمحلل. لمنع هذا، [Limpkin] قرر إضافة دائرة مقص إلى مكبر الصوت الخاص به. يتكون هذا من زوج من المقارنات التي تراقب باستمرار جهد خرج مكبر الصوت وتفصله من خلال مفتاح سيليكون إذا تجاوز 200 مللي فولت. [Limpkin] قام بتعبئة دائرته في علبة مصنعة بشكل جميل وأجرى اختبارات مختلفة لضمان عمل المقص بشكل موثوق حتى في وجود مدخلات عابرة سريعة.

مع وجود المقص في مكانه ، كان من الآمن إجراء قياسات الضوضاء المخطط لها. النتيجة النهائية؟ حوالي 0.89 nV ، تمامًا كما تنبأت النظرية. عادةً ما يتطلب قياس إشارات مستوى الفولت النانوي معدات دقيقة للغاية والكثير من الحيل لتقليل الضوضاء. في بعض الأحيان ، تكون الضوضاء هي فقط ما تحتاجه لإنشاء جهاز إرسال لاسلكي. شكرا على الاكرامية، [alfonso32]!