nanovolt yükseltici

[kesmez]

1nv 10hz sine x 1.000.000 instrumentation amplifier
1mv altındaki sinyalleri yükseltmek için gerilim yükseltici amplifikatör.
periyodik olarak hem giriş sinyali hem 0v yükselticiye uygulanıyor. adg852 analog switch ile 2 sinyal ard arda amplifikatöre uygulanıyor. anahtarlama 500hz olarak seçildi.
ağırlık ölçmeden kefenin darasını alma işlemi gibi .
önce 0v giriş sinyali yükseltiliyor sonra gerçek analog giriş sinyali yükseltiliyor. 2 seviyeli çıkış sinyali elde ediliyor. bu 2 çıkış sırasıyla adc ile okunup aradaki fark hesaplandığında gerçek çıkış değeri tespit edilebilir.
Yani çıkış gerilimi artık. 2.5v referans değeri değil. 0v girişte elde edilen çıkış gerilimi.
dosya çalıştırıp en sağdaki opamp çıkışına tıklandığında 1nv giriş sinyalinin doğrusal olarak yükseltildiğini görebiliriz. 25msn de.
2539.2mv ve 2538.2mv aradaki fark 1mv.
1nv x 1 milyon =1mv

ltspice max. timestep 100n.

mikroohmmetre4.asc

Shared with Dropbox

www.dropbox.com

 

[kesmez]

aslında picovolt yükseltici demek daha doğru. 1nv sinüsün tepe değeri. diğer değerler pico volt.

 

[kesmez]

@taydin
bir sorum olacak.
opamp çıkışında noise neden olmuyor. grültüyü opamp kendisimi oluşturuyor , dış ortamdan kaynaklımı. çıkışta gürültüyü izleyebilmek için girişe gürültü oluşturan bir sinyalmi bağlamak lazım.
1 milyon kat yüksetme yapınca gürültüyü engellemek için daha başka neler yapılabilir.
Bilgisi olanlar yazarsa memnun olurum.

 

[taydin]

En çok ve en pis gürültü yarıiletkenlerin kendisinde oluşuyor. Her bir direnç dahi sisteme gürültü katıyor. Simulasyon programında bu gürültü modellenmiyor olabilir, onun ayrıntısına bakmak lazım.

Çok düşük sinyallerin ölçümü için "Lock in amplifier" denen cihazlar kullanılıyor. Stanford Research Systems de bu konuda ünlü bir firma. Onların ürünlerinin dokümanlarını inceleyip daha ayrıntılı fikir sahibi olabilirsin

Lock In Amplifiers

 

[taydin]

Lock in amplifier cihazlarının çalışma prensibini anlatan ve "The Signal Path" kanalından Shariar'ın faydalı bir videosunu da ekleyeyim.

 

[monzamicrowave]

1nv 10hz sine x 1.000.000 instrumentation amplifier
1mv altındaki sinyalleri yükseltmek için gerilim yükseltici amplifikatör.
periyodik olarak hem giriş sinyali hem 0v yükselticiye uygulanıyor. adg852 analog switch ile 2 sinyal ard arda amplifikatöre uygulanıyor. anahtarlama 500hz olarak seçildi.
ağırlık ölçmeden kefenin darasını alma işlemi gibi .
önce 0v giriş sinyali yükseltiliyor sonra gerçek analog giriş sinyali yükseltiliyor. 2 seviyeli çıkış sinyali elde ediliyor. bu 2 çıkış sırasıyla adc ile okunup aradaki fark hesaplandığında gerçek çıkış değeri tespit edilebilir.
Yani çıkış gerilimi artık. 2.5v referans değeri değil. 0v girişte elde edilen çıkış gerilimi.
dosya çalıştırıp en sağdaki opamp çıkışına tıklandığında 1nv giriş sinyalinin doğrusal olarak yükseltildiğini görebiliriz. 25msn de.
2539.2mv ve 2538.2mv aradaki fark 1mv.
1nv x 1 milyon =1mv

ltspice max. timestep 100n.
17849 eklentisine bak

mikroohmmetre4.asc

Shared with Dropbox

www.dropbox.com

Selamlar bu uygulama simulatorle gerceklestirilemez pratİkte tamamen gurultu elde edersiniz ayrıca 1nV HANGİ KALİBRATORLE UYGULAYACAKSINIZ

 

[Mikro Step]

Chopping teknigini uyguluyorsun. Bu seni ofsetten korusa da gurultu konusunda yardimci olmaz.

 

[kesmez]

gürültüsüz yükseltme ile ilgili bir projem vardı. linkedinde olscak.
bülent kılınçkesmez.

 

[monzamicrowave]

Gurultusuz veya nispeten min gurultulu amplifier yapmak istiyorsanız 2 adet simetrik calısan amp devresi gerekir. bu iki amplifier birbirine 180 derece zıt kuvvetlendirme yapmalı ve iclerinde uretilen butun gurultulerde birbirine zıt olacagından son toplamada birbirini yok efeceginden sonucta gurultu olmaz veya min olur.Bu tur teknikler uydu haberlesme chiplerinde gunumuzde kullanılmaktadır.Bu tur amplifikatorlerle -160 dBm seviyelerine veya daha fazlasına inilebilmektedir.

 

[Mikro Step]

Cipin icindeki gurultulerin ayni fazda olmasini nasil saglayacaklar?

Ilk defa boyle bir teknik duydum.

 

[monzamicrowave]

Chipler aynı Wafer uzerinde ve eslenik yapılıyor.

 

[monzamicrowave]

Wafer uzerindeki direnc transistor fet gibi elemanlar aynı atom yapısında imal edildigi icin temelde yaklasık aynı gurultuyu uretiyorlar.Ayrık devrelerdede aynı yıl ve aynı gun banttan cıkan eslenik chipler ve r ler kullanılarak yapılmaktadır.Ayrıca gurultu katsayısı 0.1 den bile kucuk mesfet tr ler gunumuzde rahatca bulunabilmektedir.

 

[Mikro Step]

Bir dokuman var mi?

Atiyorsun diyecem kizacaksin.

 

[monzamicrowave]

Selamlar LMH6629 benimde kullanmıs oldugum bazı basit chiptir ve 1nv(0.69nv) altında gurultu uretmektedir ayrıca bazı chipler custom olarak siparis uzerine uretilmekte.Devrelerimizde kullanılmakta.Atıyorsun demeden once lutfen arastırmanızı tavsiye ederim.

 

[Mikro Step]

Tavsiyenize uyacagim elbet. Asagidaki aciklamanizi destekleyen bir paper linki vermenizi isterdim.

Gurultusuz veya nispeten min gurultulu amplifier yapmak istiyorsanız 2 adet simetrik calısan amp devresi gerekir. bu iki amplifier birbirine 180 derece zıt kuvvetlendirme yapmalı ve iclerinde uretilen butun gurultulerde birbirine zıt olacagından son toplamada birbirini yok efeceginden sonucta gurultu olmaz veya min olur.Bu tur teknikler uydu haberlesme chiplerinde gunumuzde kullanılmaktadır.Bu tur amplifikatorlerle -160 dBm seviyelerine veya daha fazlasına inilebilmektedir.

 

[monzamicrowave]

Sadece bir ornek

 

[Haze]

@monzamicrowave bukadar kucuk degerlerde asil sinyal ile gurultuyu nasil ayiriyor, yukseltilmek istenen sinyal cikista bir referans ile comporatorden falan mi geciriliyor, dusununce bunu yapmak icin kullanacagin eleman yine gurultu uretecek sanirim.

 

[Mikro Step]

https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/low-noise-inamp-nanovolt-sensitivity.html

Her bir cipin urettigi gurultu ile diger ciplerin urettigi gurultu arasinda iliski olmadigindan bahsediliyor. Sonucta gurultu neden azaliyor anlamadim.

 

[Mikro Step]

1) https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-047.pdf
2) https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-048.pdf
3) https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-049.pdf
4) https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-050.pdf
5) https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-065.pdf

 

[monzamicrowave]

https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/low-noise-inamp-nanovolt-sensitivity.html

Her bir cipin urettigi gurultu ile diger ciplerin urettigi gurultu arasinda iliski olmadigindan bahsediliyor. Sonucta gurultu neden azaliyor anlamadim.

Sonucta gurultu dedigimiz sey randomize uretilen dalgacıklardır bunlar direnc yarıiletken vb lerin uzerinden akım aktıgında urettikleri seylerdir.Bu devrede butun amplifikatorler paralel baglı ve uretilen gurultu sanki sampling osilaskoplarda kullanılan average veya smoothing devreleri gibi is gormekte ve gurultude minumum seviyelere iniyormus gibi gorunmekte.(test etmek lazım)