Amplificador diferencial y señales aleatorias

La amplificación deferencial de una señal aleatoria es idéntica a la de una señal sinusoidal esencialmente, pero con una complicación. Salida = ganancia (in1 - in2) siempre que las entradas caigan dentro del rango de entrada del amplificador. La salida será simplemente la diferencia entre ellos, por lo que será aleatoria.

Ahí radica el problema al que te enfrentarás. Específicamente, determinando la ganancia que deseas. Es muy difícil si la señal es aleatoria, como el ruido blanco. Si las señales de entrada son 1Vp-p, no obtendrá 2Vp-p con una ganancia de 2. La tasa de ganancia / ancho de banda de ganancia del amplificador complica mucho el cálculo. El amplificador termina amplificando algunas de las frecuencias de componentes, mientras atenúa otras. Es una compensación no lineal complicada.

Como anécdota, la duplicación de la amplitud del ruido de 1Vp-p requiere que un amplificador operacional TL082 tenga una ganancia de ~ 4. Nunca he visto una fórmula de ganancia que se aplique a la amplificación de señal aleatoria, y la ganancia solo se determina mediante simulación o experimentación.

Encontrará que, incluso con una ganancia unitaria, es probable que salga una señal aleatoria de banda ancha con un pico a pico más bajo que el que recibió. Este es el efecto de la atenuación de frecuencia debido a la limitación de la velocidad de giro / producto del ancho de banda de ganancia. Esto puede ser importante o no para usted, dependiendo de su uso de la señal. Pero si, por ejemplo, está buscando maximizar el rango en un convertidor analógico a digital, el cálculo de ganancia se vuelve importante.

Aquí hay un ruido aleatorio de 0db SNR + sinwave, se ejecuta a través de un circuito OpAmp integrador estándar con Rfeedback para implementar una ganancia de CC de 13. El ancho de banda de ruido es 1GHz, la frecuencia de pecado es 20MHz, OpAmp bode 3dB es 50KHz.