مضخم منخفض الضوضاء لتقدير ضوضاء المقاوم

الضوضاء في كل مكان حولنا ، وبينما من السهل اكتشاف الضوضاء الصوتية بأذننا ، يصعب تحديد الضوضاء الإلكترونية حتى مع الأدوات المناسبة. محلل الطيف هو الأداة الأكثر ملاءمة لقياس الضوضاء ، ولكنه يضيف ضوضاء خاصة به إلى أي إشارة تنظر إليها. [Limpkin] عمل على قياس إشارات ضوضاء صغيرة جدًا باستخدام محلل الطيف وشارك نتائجه مشاركة مدونة شاملة.

كان الهدف الذي حدده لنفسه هو قياس الضوضاء الناتجة عن المقاوم 50 أوم ، وهو أكثر الممانعة شيوعًا في مدخلات ومخرجات أنظمة التردد اللاسلكي. صيغة قوة ضوضاء جونسون نيكويست يخبرنا أن جهد الضوضاء المتوقع عند عرض نطاق ترددي 1 هرتز هو 0.9 نانو فولت فقط – صغير بأي معيار ، وترتيب من حيث الحجم أصغر من الضوضاء الأرضية لمحلل الطيف النموذجي. [Limpkin] لذا صمم مضخمًا ومخزنًا مؤقتًا لتضخيم إشارة الضوضاء بمعامل 100 ، باستخدام مكبرات صوتية منخفضة الضوضاء للغاية تعمل بواسطة 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 من زوج من المقارنات التي تراقب باستمرار جهد خرج مكبر الصوت وتقطعه عبر مفتاح سيليكون إذا تجاوز 200 مللي فولت. [Limpkin] معبأة دائرتها في علبة آلية بشكل جميل وأجرت 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. يتطلب قياس الإشارات على مستوى الفولت النانوي عادةً معدات دقيقة للغاية والكثير من الحيل لتقليل الضوضاء. ومع ذلك ، في بعض الأحيان الضوضاء هي فقط ما تحتاجه لصنع جهاز إرسال لاسلكي. شكرا على الاكرامية، [alfonso32]!