Medir la constante de Boltzmann usando ruido térmico

Necesitará más ganancia que eso para ver 5 uVrms: el arduino probablemente tenga una resolución de 10 bits (?), equivalente a unos 5 mV. Para ver la señal, necesitará aproximadamente 50 mV, por lo que se necesita una ganancia de 10,000. El desplazamiento de CC del opamp puede ser un problema, así que solo use un valor bajo de ganancia de CC y desvío para CA, que también proporciona su LPF.

Ahora compruebe si el opamp tiene suficiente ganancia * BW para hacer esto a 50 kHz.

Si esto realmente funciona, entonces puedes hacer un cortocircuito en tu 100k R y hacer una segunda medición: esto mediría el ruido del opamp, y puedes restar las mediciones (en realidad sqrt (diferencia en cuadrados)) para obtener las R ruido.

Debe evitar dividir la señal a la mitad; solo use 2x resistencias de 200k; uno a tierra y otro a Vcc: ahora su señal será central, pero también tendrá que hacer lo mismo con las resistencias de 100 ohmios.

Sin embargo, el ruido interno de 20 nV por Hz Hz del op-amp podría causar un problema. A través de un ancho de banda de 50 kHz, este es un ruido neto de \ $ \ sqrt {50,000} \ veces 20nV \ $ = 4.47 uV.

Una resistencia de 100k a temperatura ambiente produce un ruido de 9 uV a través de un ancho de banda de 50 kHz, por lo que tiene problemas para usar este amplificador operacional porque su propia fuente de ruido de voltaje es la mitad que la resistencia de 100k. Los ruidos internos de la corriente de polarización del amplificador operacional elegido son muy pequeños y no afectarán significativamente las cosas.

Sin embargo, si observa la figura 32 en la hoja de datos de la TI LF355, verá un gráfico de voltaje de ruido: -

Esto indica que hay un ruido considerable en el extremo inferior del espectro (como en la mayoría de los amplificadores operacionales) y esto podría producir unos cuantos micro volts más de ruido. Para evitar esto, pasaría por alto el filtro de salida, por lo que se evitó bastante la materia LF. Deberías poder hacer esto en el software.