El Signal Recovery Model 5184 es un preamplificador de ruido ultra bajo. La descripción del producto dice
... e incorpora una etapa de entrada pseudodiferencial especial que puede ser flotado para dar la inmunidad de bucle de tierra normalmente asociada con Entradas diferenciales verdaderas pero sin la penalización de ruido asociada.
La pregunta es
Las entradas típicamente pseudo-diferenciales tienen una impedancia de entrada asimétrica, mucho más baja para el 'extremo inferior' de la entrada. En este caso, solo permite 300mV de voltaje de modo común. No leí el manual completamente, pero algunos instrumentos tienen 50 ohms en relación con el suelo, que es lo suficientemente alto como para evitar una interferencia grave de los bucles de tierra
Por supuesto, una etapa de entrada totalmente diferencial tendrá un ruido más alto, la cantidad del libro de texto es \ $ \ sqrt {2} \ $ más alta para dos entradas restadas con una fuente de ruido no correlacionada en cada una.
Este instrumento en particular tiene una entrada JFET con un ruido blanco muy bajo (0.8nV / \ $ \ sqrt {\ text {Hz}} \ $ @ 1KHz), por lo que vale la pena una mejora de ~ 40%.
Tenga en cuenta que están apuntando a productos criogénicos, donde el ruido clásico de la fuente Johnson-Nyquist tendrá una potencia mucho menor para una resistencia de fuente dada que a temperatura ambiente (la densidad espectral de potencia de ruido es proporcional a la temperatura absoluta), por lo que le gustaría tener un amplificador con una baja temperatura de ruido y alta impedancia de entrada. Es posible que esa combinación no tenga sentido a temperatura ambiente, al menos sin un transformador.
Editar: Sin entrar en las topologías exactas de un preamplificador de bajo ruido, la entrada baja del pseudo-diferencial es esencialmente una conexión a tierra interna; no hay ruido de ella, por definición, porque es el punto de referencia. La entrada alta va a la compuerta JFET, y un buen JFET contribuye con un ruido de < 1nV \ $ \ sqrt {\ text {Hz}} \ $ por encima de la frecuencia de la esquina. Un extremo frontal diferencial requeriría dos JFET (como un par diferencial de cola larga) y cada uno aportaría cantidades similares de ruido, por lo tanto, 1.4 veces más ruido. Estoy ignorando la topología exacta y la ruta de retroalimentación necesaria, pero debería ser obvio que la ruta de retroalimentación puede ser a través de un divisor pasivo de baja impedancia (por ejemplo, a la fuente JFET) y por lo tanto no será un contribuyente al ruido aparte del ruido de las resistencias (que puede hacerse relativamente pequeño, quizás unos pocos ohmios), por lo que su contribución de ruido es de < < 1nV \ $ \ sqrt {\ text {Hz}} \ $. tienen lugar después de la amplificación, por lo que la contribución de ruido es insignificante.
Para un ejemplo posiblemente más familiar utilizando op-amps, compara estos dos:
El ruido referido de entrada de la ganancia de un solo extremo del amplificador de 100 será aproximadamente 1 / sqrt (2) del ruido del amplificador de instrumentación totalmente diferencial con la misma ganancia porque el \ $ e_n \ $ de los dos amplificadores Añadir en cuadratura.
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