Reduciendo el ruido del amplificador de transimpedancia

6

Estoy investigando una salida ruidosa de un amplificador de transimpedancia de alta velocidad Femto DHPCA-100 ( enlace ). La aplicación final es amplificar la señal de un tubo PMT, sin embargo, la mayor parte del ruido se puede reproducir sin el PMT.

La configuración de la prueba se muestra a continuación. El TIA recibe alimentación y la salida está conectada a un alcance con un terminador de 50 ohmios. La salida de este amplificador se especifica a +/- 1V @ 50ohm load. El nivel de amplificación se establece en 10 ^ 4, ajuste de ruido bajo. Con la entrada dejada desconectada, el nivel de ruido es de alrededor de 4 mV pk-pk.

Cuando se conecta un cable BNC de 6 pies a la entrada, pero se deja abierto en el otro extremo, el nivel de ruido salta a alrededor de 40 mV pk-pk. Esto es suficiente ruido para ocultar pequeñas señales de entrada.

Supongo que el BNC está "actuando como una antena" (por falta de una mejor frase técnica) y está captando el ruido ambiental, como wifi o AM / FM y similares.

Mi pregunta es la siguiente:

  • ¿Es este comportamiento estándar para un TIA?
  • ¿Qué se puede hacer, en todo caso, para reducir este tipo de ruido? ¿Quizás un BNC más corto o mejor blindado? He probado un cable BNC de 12 pies y los niveles de ruido son casi iguales.
  • ¿Hay algún error evidente que estoy cometiendo con la configuración de la instrumentación? ¿Existen prácticas recomendadas para reducir el ruido de esta variedad?

He leído varias fuentes sobre el ruido y la estabilidad de TIA, pero la mayoría se refiere a crear su propio circuito en lugar de utilizar un producto comercial. También he agotado muchas configuraciones diferentes de esta configuración de prueba, como terminar la entrada, terminar la salida solo con la resolución de 1M del alcance, etc. Ninguno produjo ningún conocimiento útil. Estoy desconcertado en cuanto a qué hacer aquí.

Gracias de antemano.

    
pregunta Ian B

2 respuestas

1
  

¿Es este comportamiento estándar para un TIA?

Sí, desafortunadamente lo es y no, su cable no actúa como una antena, sino como un condensador. La capacitancia del cable se conecta de -Vin a tierra y esto hace que la ganancia no inversora de su amplificador sea muy grande a altas frecuencias.

¿Qué tiene que ver la ganancia no inversora con un TIA que te oigo preguntar?

Bueno, en serie con + Vin, tiene una fuente de ruido y esta es la fuente de ruido de entrada equivalente de su amplificador (amplificador operacional) y, con capacitancia cero en -Vin tiene una ganancia de unidad no inversora.

Ahora agregue algo de capacitancia y la ganancia no inversora se convierte en: -

$$ 1 + \ dfrac {Rf} {X_C} $$

Claramente, a medida que agrega más capacitancia, Xc se hace más pequeña y la "ganancia de ruido" (sí, así se llama) se hace más grande.

  

¿Qué se puede hacer, en todo caso, para reducir este tipo de ruido?

La mayoría de la gente agrega un condensador de realimentación a través de Rf para contrarrestar la capacitancia en -Vin. Consulte también esta respuesta para obtener más detalles sobre un amplificador de fotodiodo con un TIA.

    
respondido por el Andy aka
1
  

¿Hay algún error evidente que estoy cometiendo con la configuración de la instrumentación? ¿Existen prácticas recomendadas para reducir el ruido de esta variedad?

YES!

El manual para ese amplificador dice lo siguiente:

  

Las frecuencias de corte superiores y las corrientes de ruido de entrada equivalentes dadas en esta tabla son valores típicos solamente que dependerán de la capacidad de la fuente. Mantenga la capacidad de la fuente lo más baja posible utilizando cables cortos en la entrada para lograr el mejor rendimiento de ruido y banda ancha posible.

En un amplificador de transimpedancia es absolutamente esencial que mantenga el cable lo más corto posible. Algunos proveedores especifican una longitud máxima (a menudo en pulgadas). Lo estás pasando por pies de cable. Eso no va a funcionar.

    
respondido por el user1850479

Lea otras preguntas en las etiquetas