Измерение шума с помощью осциллографа

Какова правильная процедура измерения среднеквадратичного шума с помощью осциллографа?

У меня есть 2 стандартных резистора, 1k и 100k, и полоса пропускания 1,5 ГГц, 5 Гвыб/с Keysight DSO. У меня есть пробник с коэффициентами 1:1 (1МОм//100пФ) и 10:1 (10МОм//15пФ).

Я использую связь по переменному току, пробник 1:1 и измерение «среднеквадратичное значение переменного тока — полная шкала», которое составляет 1 мВ/дел и 100 мс/дел.

Я измеряю среднеквадратичное значение 340 мкВ для 1 кОм и 940 мкВ для 100 кОм (просто подрезав резистор между щупами).

Однако я не могу воспроизвести этот результат с помощью уравнений. Три попытки:

  1. Резистор подключен параллельно щупу, который составляет 1 МОм и 100 пФ для 1x. Следовательно, полоса пропускания будет 1МОм//R//1пФ ~ 1/(2*pi*RC). Поскольку общий интегральный шум определяется как 4kTRB = 4kTR/(2*pi RC) = 2kT/(pi C) = 2/pi kT/C, результат не должен зависеть от сопротивления резистора 5,1363 мкВ (среднеквадратичное значение). Это далеко от приведенных выше цифр, но еще хуже - приведенные выше цифры отличаются

  2. Я предполагаю, что ограничение полосы пропускания связано с самим датчиком, который составляет 6 МГц для 1x. Результатом будет sqrt(4*kT*100e3*6e6)=100 мкВ для 100 кОм и 10 мкВ для 1 кОм. Опять оба далеко.

  3. Я предполагаю, что пропускная способность ограничена спецификацией пропускной способности прицела, которая составляет 1,5 ГГц. Это дает 157,68 мкВ для 1k и 1,5768 мВ для 100k.

Опять не последовательно.

Как измерить шум осциллографом?

некоторые идеи здесь: electronics.stackexchange.com/questions/280860/…
Вы действительно надеетесь измерить шум Джонсона непосредственно с помощью осциллографа? Как вы учитываете другие источники шума в системе, которые на порядки выше? Измерение низких уровней шума требует тщательных дифференциальных методов.
Полоса пропускания осциллографа с зондом равна ПРОИЗВЕДЕНИЮ их передаточных функций. Допустим, у вас есть осциллограф с частотой 1 ГГц и зонд с частотой 1 ГГц, и в результате полоса пропускания составит всего 700 МГц.
Вы видите, что шум увеличивается/уменьшается, если вы закорачиваете шумный резистор? Если нет: вы не измеряете шум резисторов. Может быть, это видео также поможет: youtube.com/watch?v=Znwp0pK8Tzk На мой взгляд, вам нужно будет усилить шум (используя малошумящий усилитель с известным коэффициентом усиления и BW), прежде чем вы сможете правильно измерить шум на прицеле. Входное сопротивление прицела составляет 1 МОм и не рассчитано на низкий уровень шума. Вам понадобится прицел с входным сопротивлением 50 Ом. При наличии: используйте анализатор спектра.

Ответы (1)

В системе с одним узлом: немного R и немного C общий интегральный шум будет ТОЧНО определяться sqrt (K*T/C).

Таким образом, конденсатор емкостью 10 пФ при температуре 290 градусов К дает ровно 20 микровольт RMS, независимо от номинала резистора.

Кроме того, конденсатор емкостью 100 пФ будет давать на 1/sqrt (10) меньше шума, или около 6 микровольт RMS, независимо от номинала резистора.

Для измерения среднеквадратичного значения 6 мкВ в полосе частот 10 ГГц плотность шума системы должна быть ниже 6 мкСм/кв.кв.(10 ГГц) = 6 мкВ/кв.кв.(10^10) = 6 мкВ/100 000 = 0,06 наноВ на корень Гц.

Учитывая, что резистор 60 Ом создает плотность шума 1 наноВольт/rtHz, а нам нужно 0,06 нВ, или в 16 раз меньше, чем 1 нВ, общий входной шум Rnoise может составить 60/(16*16) 60/256 или 0,25 Ом.

Добиться Rnoise 0,25 Ом не получится.

Типичный шум (rbb') биполярных наушников составляет 10 Ом или 100 Ом.

Я не могу говорить о типичных rbb' для кремний-германиевых биполяров.

Измерение шума с помощью осциллографа
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v