En liten signalförstärkare för att mäta lågfrekvent brus på spänningsreferenser.
Ritade ihop ett kort med
- Lågpass tredje ordningen vid 10 Hz
- Högpass, andra ordningen vid 0.1Hz
- Gain 80dB (10.000 ggr)
- Automatisk nollning av ingångens offset (chopper opamp)
- Kan köras på, och monteras på, ett 9V batteri, ett batteri borde räcka minst 10 tim.
Första steget är en LT1028. "Typiska" data för den är 1nV/sqrtHz vid 10Hz, 3.5Hz 1/F-punkt och 35nV ptp 0.1Hz-10Hz. (Normalt är jag skeptisk till "typiska" data, men LT brukar enligt min erfarenhet inte direct överdriva).
För att ta till vara det låga ingångsbruset och förstärka låga mätsignaler upp till "vettiga" värden, så har ingången väldigt hög gain, 10.000 ggr.
Ingången har ett enkelt RC högpassfilter vid 0.1Hz, inimpedans 10Mohm och utgör också ett första ordningens LP vid 10Hz. Eftersom gain är så hög så måste offset minimeras / nollas. LT1028 har ingångar för att justera offset i det här fallet görs det av en LTC2057 chopper som känner av spänningen på ingången och nollar den. På köpet så sänker den bruset vid riktigt låga frekvenser, under en Hz. Kretsen är en modifierad variant av det som finns i databladet för LTC2057.
Sen följer ett andra steg, en enkel buffert med 1x gain och Sallen-Key lågpass, andra ordningens vid 10Hz.
Utgången är ett RC med 0.1Hz HP. AC-kopplingen på in respektive utgång kan förbikopplas och då försvinner förståss också 0.1Hz högpassfiltret.
En TLE2426 "rail splitter" fungerar som jord / mittpunkt så att man kan köra kretsen på ett batteri.
2014-06-21 16.27.41.jpg
2014-06-21 16.24.27.jpg
Så här ser utsignalen ut under 10 sekunder, med ingången kortsluten. Egenbruset alltså. Toppvärdena ligger på ca +/- 10nV. Under en tiominutersperiod mätte jag 34.6nVptp. Enligt databladet för LT1027 så är 35nVptp ett typiskt värde!
10s.png
Egenbruset för tiosekundersintervall, under ca tio minuter ligger runt 3nV RMS (0.1hz-10Hz) i medel!! Då satt kortet helt oskyddad på bordet, matad med ett switchat bänkaggregat. Frågan är om det över huvud taget blir bättre med batteridrift. Moderna opampar är ju så otroligt störtåliga (PSRR), kan nästan matas med vilken taggtråd som helst. OK, liiiten överdrift.
RMS.png