Entwurf von rauscharmen Transistorverstärkern für empfindliche Messsysteme
Die Minimierung des Rauschens trägt dazu bei, dass die gemessenen Signale nicht durch das inhärente Rauschen des Verstärkers verzerrt oder verdeckt werden. In diesem Artikel werden wichtige Überlegungen und Techniken zur Erzielung eines Rauschverhaltens in Transistorverstärkern erörtert.
Lärmquellen verstehen
Bei Transistorverstärkern kommt das Rauschen hauptsächlich vom Gerät selbst und von den umgebenden Schaltungen, wobei die Haupttypen thermisches Rauschen, Schussrauschen und Flimmerrauschen sind. Das thermische Rauschen wird durch die zufällige Bewegung von Elektronen verursacht, während Schussrauschen durch diskrete Ladungsträger entsteht, die sich über Verbindungsstellen kreuzen.
Design-Strategien für Low Noise
Um das Rauschen zu reduzieren, sollten Konstrukteure Transistoren mit niedrigen Rauschwerten auswählen und die Vorspannungsbedingungen optimieren. Durch die richtige Vorspannung wird sichergestellt, dass der Transistor in einer Region arbeitet, die den Rauschbeitrag minimiert. Darüber hinaus kann die Verwendung hochwertiger passiver Komponenten und sorgfältiger Leiterplattenanordnung die parasitären Rauschquellen erheblich verringern.
Techniken zur Lärmreduzierung
- Wählen Sie rauscharme Transistoren: Geräte, die speziell für rauscharme Anwendungen entwickelt wurden, sind vorzuziehen.
- Optimieren Sie Biasing: Die richtige Biasing reduziert die Rauschzahl des Transistors.
- Implementieren Sie Filterung: Verwenden Sie Filter, um unerwünschte Frequenzkomponenten zu blockieren.
- Verwenden Sie Differentialkonfigurationen: Differenzverstärker können Gleichtaktrauschen auslöschen.
- Minimiere parasitäre Elemente: Kürzere Leitungen und richtige Erdung reduzieren parasitäre Induktivität und Kapazität.