वास्तव में शोर क्या है? और यह सामान्य मामले में कैसे निर्धारित किया जाता है?

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अद्यतन : इस सवाल ने मुझे काफी हद तक मेरे लिए एक शोध जुनून कहा जा सकता है। मुझे लगता है कि मुझे लगता है कि मैं नीचे दिए गए जवाब के रूप में अपने निष्कर्षों को पोस्ट कर चुका हूं, मैं इसके बहुत करीब पहुंच गया हूं।

यहां भी ऐसा ही सवाल था, लेकिन इसने न तो पूछा और न ही इसके जवाब में एक सामान्य खाता प्राप्त किया।

शोर लाभ एक अनूठे रूप से उल्लेख किया गया है और स्पष्ट रूप से बीमार समझ वाली अवधारणा है जिसे इस तथ्य से भुनाया जाता है कि यह आपके ऑप amp सर्किट की स्थिरता को लचीले ढंग से समायोजित करने की शक्ति प्रदान करता है यदि आप जानते हैं कि इसका उपयोग कैसे करना है।

जब आप सोचते हैं कि एक समीकरण था जिस पर आप पूरी तरह से भरोसा कर सकते हैं, तो op amps के लिए प्रसिद्ध लाभ समीकरण स्थिति पर निर्भर करता है।

G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β}

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

यह पता चला है, यह निर्भर करता है की परिभाषा है जिस पर $\beta$ आप का उपयोग करें।

भद्दा हिस्सा (पृष्ठभूमि)

मैं जो कुछ भी जानता हूं उसका संक्षिप्त लेखा-जोखा रखना शुरू करूंगा और सच होने का प्रदर्शन कर सकता हूं, बस आप बता सकते हैं कि मैंने अपना गृहकार्य कर लिया है और जल्दबाजी में जवाब देने को हतोत्साहित किया है:

$\beta$ प्रतिक्रिया (कभी-कभी प्रतिक्रिया कारक ) के रूप में जाना जाने वाला , और इनवर्टिंग इनपुट में वापस खिलाए गए आउटपुट वोल्टेज का अनुपात है।

नीचे गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर को ध्यान में रखते हुए, इनपुट तक पहुंचने वाले का अंश वोल्टेज डिवाइडर के निरीक्षण द्वारा आसानी से निर्धारित किया जाता है : $V_{out}$ $1/10$

V_{-} = V_{o u t} \frac{R_{g}}{R_{f} + R_{g}}

$V_- = V_{out} \frac{R_g}{R_f + R_g}$

β = \frac{V_{-}}{V_{o u t}} = \frac{R_{g}}{R_{f} + R_{g}} = \frac{10 k}{90 k + 10 k} = \frac{1}{10}

$\beta = \frac{V_-}{V_{out}} = \frac{R_g}{R_f + R_g} = \frac{10\mathrm{k}}{90\mathrm{k} + 10\mathrm{k}} = \frac{1}{10}$

हमने जिस फॉर्मूले के साथ शुरुआत की थी, हुए, ओपन-लूप गेन के लिए खड़ा है, इस मामले में लगभग 100,000। सूत्र में प्रतिस्थापित, लाभ है: $A_o$

G = \frac{A_{o}}{1 + A_{o} β} = \frac{100, 000}{1 + (100, 000 \cdot \frac{1}{10})} = \frac{100, 000}{10, 001} = 9.999

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta} = \frac{100,000}{1 + (100,000\cdot \frac{1}{10})} = \frac{100,000}{10,001} = 9.999$

जो भयानक रूप से करीब है , यही वजह है कि हम आम तौर पर बिट ड्रॉप करते हैं और बस । यह वही है जो एक सिमुलेशन की भविष्यवाणी करता है और जो बेंच पर मनाया जाता है उसके बहुत करीब है। अब तक सब ठीक है। $10$ $1 +$ $G = 1/\beta$

$\beta$ भी आवृत्ति प्रतिक्रिया में एक भूमिका निभाता है।

पीला ट्रेस ओपन लूप गेन ( , बैंगनी एक बंद लूप (CL) सिग्नल गेन ( ) है। $V_{out}/(V_+ - V_-)$ $V_{out}/V_{sig}$

छवि का विस्तार किए बिना इसे देखना मुश्किल है, लेकिन ओपन-लूप का लाभ 4.51 मेगाहर्ट्ज पर 0dB को पार करता है; बंद लूप गेन पर 3DB डाउन पॉइंट 479 kHz है, इसलिए लगभग एक दशक नीचे सही है। बंद-लूप लाभ सिग्नल को बढ़ावा देने के लिए ओपन-लूप लाभ "खपत" करता है। जब ओपन-लूप गेन करने के लिए पर्याप्त नहीं होता है, तो बंद-लूप गेन गिरता है और अपने 3DB डाउन पॉइंट को हिट करता है, इस मामले में जहां ओपन-लूप का लाभ 10 (20dB) है। चूंकि $A_o$ 20dB / दशक पर गिरता है, इसलिए यह '0dB बिंदु के नीचे एक दशक है । $A_o$

तो इस मामले में:

{B W}_{C L} = β \cdot {B W}_{O L} = 0.1 \cdot 4.51 M H z \approx 479 k H z

${BW}_{CL} = \beta \cdot {BW}_{OL} = 0.1 \cdot 4.51 \mathrm{MHz} \approx 479 \mathrm{kHz}$

आश्चर्यजनक भाग

ठीक है, तो शायद मैं गलत था? यह सब ठीक काम करने लगता है। हम्म, क्या होगा अगर हम सर्किट को थोड़ा ट्वीक करें। आइए इस मासूम दिखने वाले प्रतिरोधक में पॉप करें : $R_n$

और फ़्रीक्वेंसी से अधिक लाभ पर एक नज़र डालें:

वाह! उसके साथ क्या है?

बंद लूप संकेत लाभ (बैंगनी ट्रेस) अभी भी 10 (20dB) है
लेकिन यह बैंडविड्थ 43.6 kHz के नीचे एक और दशक से कम हो गया है!
एक सियान ट्रेस है जो सही तरीके से में टकराता है, लेकिन यह 40 डीबी पर है $A_o$

मैंने अब तक क्या काम किया है

सप्ताहांत में मैं वाल्टर जंग की उत्कृष्ट पुस्तक Op Amp Applications का अध्ययन कर रहा था । पहले अध्याय में उन्होंने शोर लाभ की धारणा का परिचय दिया , ध्यान के संकेत लाभ से अलग होने के लिए । इस समय सरल पर्याप्त लग रहा था के रूप में वह शोर लाभ के रूप में बस में परिभाषित किया गया और अंकन सुझाव । $1/\beta$ $NG$

ऊपर के पहले गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर के लिए, शोर लाभ सिग्नल गेन बराबर है , जो शायद इसलिए शायद ही कभी अंतर का सामना करता है। $(G)$

हालाँकि, मैंने विभिन्न स्रोतों से विभिन्न प्रकार के तथ्य एकत्र किए हैं:

ऊपर सियान ट्रेस शोर लाभ है (वास्तव में, यह केवल वही है जहां यह होगा यदि मैं इसे स्पाइस के साथ साजिश करने में सक्षम था)। मैं व्यापक ऑनलाइन खोज के बाद एक मुट्ठी भर संदर्भ खोजने में सक्षम था, लेकिन सिग्नल के लाभ के समान नहीं होने पर इसे कैसे निर्धारित किया जाए, इसका कोई विवरण नहीं। ऊपर दूसरे सर्किट में, यह मान है:

$\frac{R_{f}}{R_{g} ∥ R_{n}}$ $\frac{R_f}{R_g\parallel R_n}$
शोर लाभ वह है जो वास्तव में आवृत्ति प्रतिक्रिया को निर्धारित करता है, संकेत लाभ को नहीं। एक एसी विश्लेषण पर आवृत्ति प्रतिक्रिया निर्धारित करने के लिए SPICE (और आपका सर्किट) का क्या लाभ है।
पाश लाभ ( ) है और एम्पलीफायर स्थिरता को निर्धारित करता है। लेकिन कि अभिव्यक्ति में है शोर बीटा (1 / शोर-लाभ), नहीं संकेत बीटा । ध्यान दें कि मैंने कभी भी प्रिंट में बीटा बीटा या सिग्नल बीटा नहीं देखा है , मैंने अभी इन दोनों को अलग करने के लिए यहां (या शायद पुनर्निवेशित) आविष्कार किया है। $A_o\beta$ $\beta$
जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, सिग्नल लाभ को बदलने के बिना शोर लाभ में हेरफेर किया जा सकता है। यह एम्पलीफायर की बैंडविड्थ में ट्यून करने के लिए एक बहुत ही शक्तिशाली तरीका है जो सिग्नल को प्राप्त करने के लिए आपके सर्किट की जरूरतों को पूरा करने के बिना चारों ओर से केवल चरण मार्जिन प्राप्त करना चाहता है।
पारिभाषिक शब्दावली थोड़ी घिसी-पिटी है, लेकिन AD का यह ऐप नोट मुझे यह कहकर स्पष्ट लगता है कि ओपन-लूप गेन और क्लोज-लूप गेन है, लेकिन दो तरह के क्लोज-लूप गेन, सिग्नल गेन और नॉइज़ गेन हैं।

कुछ चीजें जिन्हें मैंने अस्थायी रूप से अनुमान लगाया है

नोट: यह परिकल्पना झूठी निकली। एक ऑप amp एक डीसी एम्पलीफायर है, और इसलिए यह आवश्यक सर्किट विशेषताओं (शोर लाभ सहित) को डीसी पर मापा जा सकता है, जिस पर यह कम आवृत्तियों के समान होता है।

परिकल्पना: संकेत लाभ डीसी विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जाता है। शोर विश्लेषण एसी विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जाता है। मुझे संदेह है कि यह पूरी कहानी नहीं है और नीचे मेरे मुख्य प्रश्नों में से एक है। लेकिन यह उन मामलों में शोर लाभ के लिए सही मूल्य का उत्पादन करने के लिए लगता है जो मैंने अब तक कोशिश की है यदि आप स्वतंत्र वोल्टेज स्रोतों को कम करते हैं और फिर प्रतिक्रिया नेटवर्क के वोल्टेज लाभ हस्तांतरण फ़ंक्शन को पूरा करते हैं। इसका मतलब यह होगा कि:

β_{n o i s e} = \frac{Δ v_{-}}{Δ v_{o u t}}

$\beta_{noise} = \frac{\Delta v_-}{\Delta v_{out}}$

यह वास्तव में क्यों उपयोगी है

आइए पाश लाभ पर एक नज़र डालें, जहां सर्किट की स्थिरता निर्धारित की जाती है। मैं 1k के मानों में प्रतिस्थापित करूँगा (जैसा कि अभी ऊपर), 2k, 5k, और 100Meg (जैसे बिना किसी अवरोधक के)। मैंने बिना आउटपुट वाले सर्किट को 45 डिग्री फेज मार्जिन तक कम करने के लिए आउटपुट में 5 nF कैपेसिटर जोड़ा: $R_n$

मैं बस यहां पंच लाइन पर जाऊंगा। समायोजित करके , मैं जहाँ भी हो (इस मामले में ४६ °) और ९ ० ° और कहीं भी मैं बीच में चाहता हूँ के बीच चरण मार्जिन में हेरफेर कर सकता हूँ। यह बैंडविड्थ की लागत पर आता है, इसलिए यह पूरी तरह से मुफ्त दोपहर का भोजन नहीं है, लेकिन यह मुझे उस ट्रेड-ऑफ को अनुकूलित करने की अनुमति देता है जहां मैं चाहता हूं। यह नीचे पीले और बैंगनी निशान के बीच मेरे कदम प्रतिक्रिया को ट्यून करने की क्षमता में अनुवाद करता है: $R_n$

एक पूर्ण और सामान्य खाते के उत्तर देने वाले प्रश्न

मैं निम्नलिखित सवालों के अलग-अलग उत्तरों की तलाश में नहीं हूं। मैं जिस चीज की तलाश कर रहा हूं, वह शोरगुल की समझ है, जो मुझे इन सवालों के जवाब देने की इजाजत देती है। उत्तर के लिए इन्हें "टेस्ट सूट" समझें :)

ऑप amp के दो अलग-अलग प्रतिक्रिया अंश कैसे हो सकते हैं? चूंकि संकेत लाभ की गणना डीसी में की जा सकती है और शोर लाभ एसी पर होता है, शायद हम उनमें से एक पर डीसी फीडबैक अंश और दूसरे एसी फीडबैक अंश पर विचार कर सकते हैं?
शोर बीटा तो है एसी प्रतिक्रिया अंश, क्यों डीसी प्रतिक्रिया अंश संकेत लाभ निर्धारित करता है? संकेत एसी है, इसलिए मैं यह नहीं देखता कि यह कैसे अलग तरह से व्यवहार किया जाएगा।

तो मेरा वास्तविक प्रश्न है:

वास्तव में शोर क्या है ?
यह "क्यों दो हैं और एक नहीं हैं" के अर्थ में, यह सिग्नल लाभ से कैसे और क्यों भिन्न है? , तथा
सामान्य मामले में सर्किट विश्लेषण के माध्यम से शोर का निर्धारण कैसे किया जाता है? (यानी क्या समकक्ष मॉडल का उपयोग किया जाता है।)
बोनस अंक अगर आप जानते हैं कि यह कैसे स्पाइस में साजिश करने के लिए होता है :)

— scanny
स्रोत

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दिलचस्प सवाल। यह देखने के लिए इंतजार नहीं कर सकते कि वास्तव में जानकार लोगों का क्या कहना है।

— जेआरई

सियान ट्रेस = १० * लेकिन ऐसा अप्रासंगिक है। यह सवाल बहुत लंबा है और आप इस बिंदु को याद नहीं कर रहे हैं। शोर लाभ कुछ भी नहीं है जो आप दिखा रहे हैं।

— एंडी उर्फ

1 + \frac{{आर}_{च}}{{आर}_{जी} ∥ {आर}_{n}} = 1 + \frac{90 कश्मीर}{10 कश्मीर ∥ 1 कश्मीर} \approx 100 = 40 घ बी

$1 + \frac{R_f}{R_g \parallel R_n} = 1 + \frac{90k}{10k \parallel 1k} \approx 100 = 40dB$

लेकिन यह मेरी बात है। दस बार वाउट के रूप में इसे आकर्षित करना एक पूरी तरह से पूर्व-निर्धारित चीज़ है। इसने गटर की ओर दौरे के सवाल को कम कर दिया। छुटकारे की जरूरत है!

— एंडी उर्फ

आपको यह उपयोगी लग सकता है: analog.com/library/analogDialogue/archives/43-09/…

— पीटर स्मिथ

11

ठीक है, बहुत अधिक शोध के बाद , मुझे लगता है कि मैंने इसके नीचे की ओर देखा है। वास्तव में मुझे यकीन है कि यह केवल नीचे तक पहुंच रहा है, क्योंकि मैंने इस विषय क्षेत्र को काफी गहरा पाया है, लेकिन मुझे लगता है कि मैंने कुछ प्रकाश को बहाने के लिए पर्याप्त रूप से प्राप्त कर लिया है।

एक मूल भ्रांति

मेरी समझ में एक महत्वपूर्ण मोड़ यह था जब मुझे महसूस हुआ कि मैं ओपी में जिस समीकरण का नेतृत्व कर रहा था:

जी = \frac{ए_{ओ}}{1 + ए_{ओ} β}

$G = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

एक ब्लॉक आरेख समीकरण है , न कि एक सर्किट समीकरण । वे दो अलग चीजें हैं और एक और दूसरे के बीच अनुवाद अक्सर तुच्छ नहीं होता है। तथ्य यह है कि अनुवाद है सरल गैर inverting सेशन amp मामले के लिए तुच्छ शायद असावधान के लिए एक जाल एक मैं पहली बार सिर में गिर गई है, निश्चित रूप से :)

हम देखेंगे कि यह शीघ्र ही क्यों मायने रखता है।

वास्तव में शोर क्या है ?

शोर लाभ (एक सेशन amp सर्किट में) गैर-इनवर्टिंग (+) इनपुट पर लगाए गए एक छोटे सिग्नल द्वारा अनुभव किया गया लाभ है।

यह इसलिए कहा जाता है क्योंकि शोर को अक्सर "इनपुट के लिए संदर्भित" के रूप में कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि शोर संकेत जो इनपुट पर एक निर्दिष्ट शोर आउटपुट का उत्पादन करने के लिए मौजूद होना चाहिए। यह शोर की अनुमति देता है जो ऑप amp के विभिन्न हिस्सों में एक ही समकक्ष मूल्य में "lumped" होने के लिए उत्पन्न होता है, किसी भी विश्लेषण को सरल करता है जो वास्तव में परवाह नहीं करता है कि ब्लैक बॉक्स के अंदर शोर कहां उत्पन्न होता है।

एक साधारण गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर में, शोर लाभ सिग्नल लाभ के समान है:

इसका मतलब यह है कि जब आप समझते हैं कि सिग्नल को गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर सीधे लागू किया जाता है, और उस नोड पर लगाया गया एक छोटा अंतर वोल्टेज ठीक उसी अनुभव का अनुभव करेगा जैसा सिग्नल करता है।

$\beta$

$+$

एन जी = \frac{ए_{ओ}}{1 + ए_{ओ} β}

$NG = \frac{A_o}{1 + A_o\beta}$

$1/\beta$ $1/\beta$ $A_o\beta \gg 1$

$\beta$

नीचे इनवर्टर एम्पलीफायर सर्किट पर विचार करें:

इस सर्किट के लिए ब्लॉक आरेख यह निकला:

$R_f$ $V_e$ $V_- - V_+$ $A_o$ $\beta$

कुछ दिलचस्प चीजें हैं जिन्हें हम देख सकते हैं:

$v_{in}$ $T_i$ $T_i$
$\beta$
$R_f$ $R_{in}$ $\beta$ $T_i$

तो "शोरगुल के लिए मजबूर" क्या है और यह क्यों काम करता है?

मैं सेशन amp स्थिरता / मुआवजे में रुचि का पीछा करते हुए शोर के इस सवाल में मिला, न कि शोर। मुझे कुछ ऐसे संदर्भ मिले जिन्होंने दावा किया था कि (पैराफ़्रास्ड) "... शोरगुल के लिए मजबूर करना एक शक्तिशाली मुआवजा तकनीक है जिसके बारे में कई एनालॉग इंजीनियरों को नहीं पता है ..."। मेरी प्रतिक्रिया थी: "हम्म, दिलचस्प लगता है! मुझे एनालॉग ब्लैक आर्ट्स बहुत पसंद है! शोर क्या है? और मैं इसे कुछ ऐसा करने के लिए कैसे मजबूर करूं जो यह नहीं करना चाहता?"

$A_o \beta$ $\beta$

एक अनुस्मारक के रूप में, ऊपर से "मजबूर शोर लाभ" सर्किट ऐसा दिखता है, जैसा कि एक गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर पर लागू होता है:

यदि हम फीडबैक और इनपुट ब्लॉक को अलग करने के लिए समान थेवेनिन समकक्ष विश्लेषण करते हैं, तो हम एक ब्लॉक आरेख के साथ समाप्त होते हैं जो इस तरह दिखता है:

हम कुछ दिलचस्प बिंदुओं का पालन कर सकते हैं:

$T_f$
$T_i$ $T_f$
$T_i$ $T_f$ $V_{out}/V_{in}$

समतुल्य आरेख को गले लगाने से यह हमें प्राप्त होता है, हम देखते हैं कि लूप लाभ में वांछित कमी को मुख्य एम्पलीफायर के लाभ को प्राप्त करके प्राप्त किया जा सकता है, बिना समग्र संकेत लाभ (कम आवृत्तियों पर) में परिवर्तन किए बिना।

वहाँ एक है इस बात का वास्तव में उत्कृष्ट वीडियो विकास एमआईटी की देर प्रोफेसर जेम्स Roberge (35:17 के बारे में शुरू) द्वारा। मैंने पूरी 20 लेक्चर सीरीज़ देखीं (ज्यादातर यह दो बार :) और अत्यधिक इसकी सिफारिश की :)

मैंने यह भी काम किया कि एलटीस्पाइस में शोर लाभ को सीधे कैसे प्लॉट किया जाए, मैंने पोस्ट किया है कि यदि आप एक नज़र रखना चाहते हैं, तो अनुवर्ती प्रश्न के रूप में: मैं स्पाइस में ऑप amp सर्किट के शोर लाभ कैसे प्राप्त करूं? ।

— scanny
स्रोत

स्केनी, मुझे लगता है कि आपने एक व्यापक, सटीक और चित्रण व्युत्पत्ति प्रदान की है। इस टिप्पणी के साथ मुझे यह उल्लेख करना पसंद है कि एक प्रतिरोधी आरएन - या एक उपयुक्त सीएन और आरएन की एक श्रृंखला कनेक्शन प्रदान करना - दोनों के बीच ओपैंप इनपुट टर्मिनलों बाहरी आवृत्ति क्षतिपूर्ति (स्थिरता मार्जिन में सुधार) के लिए शास्त्रीय तरीकों में से एक है। यह काम करता है क्योंकि लूप का लाभ कम हो जाता है। इससे अधिक संकेत लाभ प्रभावित नहीं होगा क्योंकि - जैसा कि आपने भी दिखाया है - "फॉरवर्ड भिगोना" एक ही कारक से प्रभावित होता है। हालाँकि, सिग्नल बैंडविड्थ भी इसी तरह कम हो जाता है।

— लविवि

एक और ठोस सवाल और दूसरा ठोस जवाब। बहुत खुबस। क्या आपके पास "... शोरगुल बढ़ाने के लिए एक कड़ी क्षतिपूर्ति तकनीक है जो कई एनालॉग इंजीनियरों के बारे में नहीं जानती है ..."? ऐसा लगता है कि यह एक अच्छा पढ़ने के लायक हो सकता है।

— efox29

@ efox29: यहाँ उन लोगों के एक जोड़े हैं जिनका मैं उल्लेख कर रहा था :) लिंक 1 , लिंक 2 ।

— स्केनी

अनुवर्ती प्रश्न: फिर एक साधारण अनुयायी का शोर क्या होगा? बस 1? और एक अनुयायी के लिए शोर का इलाज कैसे किया जाता है?

— इरेनाईस

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ऑप-एम्प का शोर लाभ हमेशा द्वारा दिया जाता है $G_N$ $1\ +\ \frac {R_F} {R_{IN}}$ $AV_{OL}$ $A_{CL}$ $R_{IN}$ $R_G$ $R_N$

शोर लाभ का उपयोग स्थिरता मानदंड के लिए किया जाता है, संकेत लाभ के लिए नहीं।

यहाँ एक छोटा सा ग्राफिक है:

यदि एम्पलीफायर में बहुत अधिक खुला लूप लाभ है, तो बंद लूप लाभ शोर लाभ है।

आपका सर्किट ऊपर सर्किट C के समान है।

$R_{IN}$

एम्पलीफायर के बंद लूप लाभ की परिभाषा:

[अद्यतन करें]

टिप्पणियों के जवाब में:

एम्पलीफायर का शोर लाभ एक विशेष मामला नहीं है; यह हमेशा एम्पलीफायर का गैर-इनवर्टिंग लाभ होता है और अंततः एम्पलीफायर के बंद लूप लाभ को निर्धारित करता है।

$1\ + \frac {R_F} {R_{IN}}$ $\frac {R_F} {R_G}$

$R_{IN}$

स्रोत सामग्री ।

— पीटर स्मिथ
स्रोत

मुझे लगता है कि आप पीटर की पगडंडी पर गर्म हैं :) एक दो बातें: (1) मुझे लगता है कि मेरे सर्किट का चित्र 1.9 में चित्र नहीं है क्योंकि सी एक अकशेरहित amp है। यह उत्तर की वैधता को नहीं बदलता है, लेकिन भविष्य के पाठक को भ्रमित कर सकता है। (२) मेरा मानना है

1 + \frac{R_{F}}{R_{I N}}

$1\ +\ \frac {R_F} {R_{IN}}$ समीकरण एक विशेष मामला है (उदाहरण के लिए अंजीर 1.9c के लिए पकड़ नहीं है) जब तक आप कहते हैं

R_{I N}

$R_{IN}$ शॉर्ट्स के साथ inverting टर्मिनल से देखा प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया गया है।

— स्कैन

3

शोर लाभ यह है कि शोर (एक ऑप-एम्प के इनपुट के लिए आंतरिक) को कैसे (बहुत महत्वपूर्ण रूप से) "इनविजिबल" कैपेसिटिव इनवर्टिंग इनपुट से ग्राउंड यानी इनपुट पैरासिटिटिक रीजन से फीडबैक रेसिस्टर्स द्वारा प्रवर्धित किया जाता है। मानक गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर पर विचार करें: -

हम आम तौर पर मानते हैं कि आउटपुट वोल्टेज बराबर होता है $V_{IN}\times 1 + \dfrac{R2}{R1}$ जब तक आवृत्ति सीमा तक नहीं पहुंच जाती है, जहां गिरने वाला खुला लूप लाभ तदनुसार बंद लूप लाभ का कारण बनता है। मैं उपरोक्त सर्किट में दो चीजों को जोड़ने जा रहा हूं जो चीजों को अधिक प्रासंगिक बनाते हैं कि शोर का विश्लेषण कैसे किया जाता है: -

जोड़े गए दो घटक इनवर्टिंग इनपुट के रिसाव समाई और हर ऑप-एम्प इनपुट के अंदर आंतरिक शोर स्रोत हैं।

शोर (और संकेत) के दृष्टिकोण से, लाभ आर 1 भर में संधारित्र द्वारा बढ़ाया जाता है। संधारित्र के अभिक्रिया द्वारा R1 को (उच्च आवृत्तियों पर) हिलाया जाता है। इसका मतलब है कि सिग्नल लाभ और (क्या हम कहेंगे) शोर प्रवर्धन बढ़ा है।

तो, इस कहानी का अंतिम भाग एक धमाकेदार साजिश है: -

डीसी से ऊपर की ओर, प्रवर्धन पारंपरिक लाभ अर्थात 1 + R2 / R1 द्वारा निर्धारित किया जाता है, फिर कुछ बिंदु पर, C1 आर 1 को उत्तरोत्तर अलग करना शुरू कर देता है और लाभ आवृत्ति के साथ बढ़ जाता है। यह बढ़ता लाभ तब तक चलता है जब तक कि यह ओपन-लूप प्रतिक्रिया को पूरा नहीं करता, स्वाभाविक रूप से गिरता है क्योंकि ओपन लूप लाभ गिरता है।

जब एक गैर-इनवर्टिंग ऑप-एम्प सर्किट पर लागू किया जाता है तो यह शोर लाभ होता है।

— एंडी उर्फ
स्रोत

1

मैं उन सभी निर्देशों के साथ बहुत उलझन में हूं, जिन्हें मैंने पढ़ा है, क्योंकि वे केवल कुछ विशेष प्रकार के सर्किटों पर लागू होते हैं।

मुझे लगता है कि यह इसे समझने का सबसे आसान तरीका है, और सभी परिदृश्यों में काम करता है:

सुपरपोज़िशन प्रमेय के बाद अपने स्रोतों को शॉर्ट्स या ओपन सर्किट से बदलें
ऑप-एम्प के गैर-इनवर्टिंग इनपुट को डिस्कनेक्ट करें और इसके साथ श्रृंखला में एक शोर वोल्टेज स्रोत डालें ।
शोर का लाभ उस शोर वोल्टेज स्रोत से आउटपुट तक होता है।

तो इस सर्किट के लिए:

संकेत लाभ 10/2 = 5 × gain +14 dB है
द आर _eq = 1 kΩ || 2 k 2 || 10 k 10 = 625 Ω

इसे इस सर्किट में बदलें:

शोर का लाभ 10 / (2 || 1) = 15 × B +25 dB है

उदाहरण:

सक्रिय फिल्टर से शोर: एक अवांछित आश्चर्य
Art Kay द्वारा ऑपरेशनल एम्पलीफायर शोर इसे अच्छी तरह से समझाता है

— endolith
स्रोत

0

शब्द "शोर लाभ" एक सेशन amp के आंतरिक के बराबर शोर का उल्लेख करने के सम्मेलन से आता है गैर-असतत टर्मिनल। इसलिए उदाहरण के लिए ऑप-एम्प में वोल्टेज का शोर गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल के साथ श्रृंखला में एक बराबर वोल्टेज स्रोत में बदल जाता है, रूट-हर्ट्ज प्रति वोल्ट में। यह आपको गैर-इनवर्टिंग लाभ, बैंडविड्थ में लगाकर गुणा करके आउटपुट शोर की गणना करने की अनुमति देता है।

जब एक प्रमुख ध्रुव के साथ एक एम्पलीफायर के बैंडविड्थ का पता लगाते हैं, तो आपको "शोर लाभ" या गैर-इनवर्टिंग इनपुट से देखे गए लाभ का उपयोग करना होगा। इस तरह, बैंडविड्थ बस शोर लाभ पर GBW उत्पाद है।

मूल रूप से यह है- शोर का लाभ नॉन इनवर्टिंग टर्मिनल से प्राप्त होता है। एक इनवर्टिंग एम्पलीफायर में सिग्नल का लाभ अलग है, लेकिन बैंडविड्थ और शोर की गणना + टर्मिनल से आउटपुट तक गैर-इनवर्टिंग लाभ के साथ की जाएगी।

— जॉन डी
स्रोत

यह दूसरे सर्किट में शोर लाभ और सिग्नल लाभ के अंतर के लिए कैसे होगा? सिग्नल को गैर-इनवर्टिंग टर्मिनल पर लागू किया जा रहा है और 10 (सिग्नल लाभ) का लाभ देख रहा है, न कि 20 (शोर लाभ)।

— स्कैन

मुझे कोई अंतर नहीं दिखता है- आपको क्यों लगता है कि शोर 20 है? सिग्नल लाभ 10 है, शोर लाभ 10 है, है ना? यदि यह एक अकशेरुकी प्रवर्धक होता तो संकेत और शोर का लाभ अलग-अलग होता।

— जॉन डी

उस सर्किट में शोर का लाभ 40dB (100) है, (क्षमा करें, 20 नहीं, मेरी dBs मिलाई गई :) लेकिन यह निश्चित रूप से नहीं है 10. यही कारण है कि बैंडविड्थ 1 के बजाय 2 दशकों से कम है। यह तथ्य है कि संकेत और शोर लाभ उस सर्किट में समान नहीं है जो मूल रूप से मेरे प्रश्न को जन्म देता है :) (यह भी है कि यह दिलचस्प डिजाइन-वार बनाता है)।

— 5:13 बजे स्कैन

यह दिलचस्प है- एक आदर्श ऑप-एम्प के लिए आपका आरएन कुछ भी नहीं करता है और शोर लाभ सिग्नल लाभ के समान है, है ना? (+ और - इनपुट्स के बीच शून्य वोल्ट।) एक वास्तविक ऑप-एम्प के लिए + और - टर्मिनलों के बीच एक रोकनेवाला जोड़ने के कारण कुछ प्रभाव होगा, प्रदान किया गया है, लेकिन यह सहज रूप से ऐसा नहीं लगता है कि यह दूसरे से लाभ बदल सकता है। परिमाण के एक आदेश द्वारा नॉन-इनवर्टिंग टर्मिनल। आपको शोर लाभ = 100 दिखाने वाला सियान ट्रेस कैसे मिला?

— जॉन डी

यह दिलचस्प है, है ना? इसने मुझे सारे सप्ताहांत में धूम मचा कर रख दी :) मुझे नहीं लगता कि इसका वास्तविक बनाम आदर्श से कोई लेना-देना है। यह है , हालांकि एसी विश्लेषण बनाम डीसी विश्लेषण के साथ क्या करना है लगता है। यदि आप प्रतिक्रिया अंश (लघु स्वतंत्र वी स्रोत V_sig) का एसी विश्लेषण करते हैं, तो यह 90k / -909k = 100 (40dB) के साथ बिल्कुल सही परिणाम उत्पन्न करता है।

— स्कैन

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Inverting कॉन्फ़िगरेशन के बारे में, it thes ने कहा: "Rf और Rin दोनों β और Ti ब्लॉक अभिव्यक्तियों में दिखाई देते हैं। यह फीडबैक नेटवर्क और इनपुट क्षीणन नेटवर्क के बीच अन्योन्याश्रितता को दर्शाता है। किसी एक बाधा को बदलने से संकेत और परिवर्तन दोनों बदल जाते हैं। शोर लाभ। इसलिए मौजूदा प्रतिक्रिया नेटवर्क घटकों के मूल्यों को बदलकर उन्हें अलग से संशोधित करना संभव नहीं है "

लेकिन मुझे लगता है कि सकारात्मक है:

इन्वर्टर Rn मुआवजे के साथ