Hochschule Kempten      
Fakultät Elektrotechnik      
Schaltungstechnik       Fachgebiet Elektronik, Prof. Vollrath      

Schaltungstechnik

15 Rauschen

Prof. Dr. Jörg Vollrath


14 Colorimeter

Elektronik 3, Rauschen


Video der 15. Vorlesung 11.5.2021


Länge: 1:02:43
0:0:5 Colorimeter

0:3:12 Simulation Colorimeter

0:7:55 Ausgeschaltet, Einschalten, Betrieb, Ausschalten

0:15:37 CN0363 weiterentwickelte Schaltung

0:19:22 Weisses Rauschen Signal und Häufigkeit

0:21:32 Cresting Factor Vpp = 6.6 Vrms

0:26:0 Simulation Rauschen mit JavaScript Math.random

0:30:50 Frequenzbereich konstante Amplitude, zufällige Phase

0:32:42 Gaußverteilung

0:35:8 HTML code FFT, Spannungswerte

0:37:20 Pink Noise

0:37:55 Diodenrauschen

0:42:42 Halbleiterrauschen

0:43:18 Beispielrechnung

0:44:30 Schaltbild

0:47:8 Werte

0:51:50 1. Schaltbild

0:53:20 Stromgleichung

1:0:0 Bandbreite

1:4:56 VnR2 = 0.14 mV

1:6:50 VnR1 =

1:11:3 Vout,nR1 = 550 uV

1:11:58 Vinp =

1:17:59 Vinp = 38 uV

1:18:37 Veop =

1:20:30 Veop = 38 uV

1:25:14 Vnges = 583 uV

Übersicht

Rauschen


Unit 6, 1-7

Amplitude, Spektrum, Histogram


Simulation Rauschen mit FFT in Javascript

Kann man die Eigenschaften von weissen Rauschen mit einer Simulation bestätigen?

JavaScript

1. Versuch
Zufallszahlen erzeugt mit Math.random() 0..1
Erzeugung der FFT und des Histogramms
2. Versuch
Erzeugung der FFT mit zufälliger Phase
Erzeugung der Zeitdaten und des Histogramms.
Gaussverteilung, Vpp = 6.6 Vrms (Cresting factor, Scheitelfaktor)

Spektrum und Noise Density
Ein Spektrum normiert die Spectral Density mit 1 Hz.
Ae = 20 log(en)
Effektivwert vom Spektrum:
Ae + 20 * log(NFFT/2)

Widerstandsrauschen


\( U_{nR} = \sqrt{4 k T R BW} \)

\( BW = \frac{\pi}{2} f_{3dB} \)
Ein Widerstand von 1 MOhm hat bei einer Bandbreite von 100 Hz eine Rauschspannung größer 1 uV.

U6.1 Aufgabe


  • Rauschen eines invertierenden Operationsverstärkers
    Ähnlich U4 Folie 34
  • Rauschspannungsquelle
  • Rauschstromquelle
  • Widerstandsrauschen
T = 80 C
R1 = 100kΩ
R2 = 1MΩ
en = 3 nV/\( \sqrt{Hz} \)
in = 30 fA/\( \sqrt{Hz} \)
GBW = 10 MHz
Berechnen Sie den Beitrag der einzelnen Rauschquellen am Ausgang.
Wie groß ist die äquivalente Eingangsrauschspannungsquelle?

Zusammenfassung und nächste Vorlesung



Nächstes Mal