referencia de ruido ultra bajo y voltaje de suministro con múltiples ldo en paralelo

Necesito una fuente de alimentación de muy bajo ruido y un voltaje de referencia de ADC para una medición de ADC de 24 bits (necesito un nivel de ruido inferior a 5 uV de pico a pico tanto en la fuente de alimentación como en el voltaje de referencia de ADC. La corriente de suministro puede ser de alrededor de 100 mA)

Me gustaría preguntar el método mencionado en este enlace.

En breve, dice que agregar 3 salidas LDO con un amplificador operacional y luego dividir por 3, reduce el ruido efectivo en la salida final. ¿Funcionará en tu opinión?

¿Qué otros métodos aconsejas?

¿Quiere hacer mediciones absolutas con una resolución de 24 bits? Ningún problema. precisión de 24 bits? Bueno, te das cuenta de que eso es 0,06 ppm, ¿no? Solo una resistencia del 0,1 % hará que los 14 bits inferiores sean inútiles. ¿Qué es lo que debe medirse con una resolución de 7 dígitos?
Hola stevenvh. DVM de 6 dígitos que quiero darme cuenta. Utilizo LDO de bajo ruido y voltaje de referencia de precisión de 4 voltios para la entrada ADC. Específicamente, uso LTC2440 (24 bir ADC). Pero leo un ruido de alrededor de 0.03 mV en promedio cuando conecto a tierra la entrada. Estoy buscando maneras de mejorar el rendimiento.
Si sus LDO solo van a impulsar una entrada de amplificador operacional, y el amplificador operacional luego proporcionará energía / corriente a cualquier carga, sería mejor comenzar con referencias de precisión que con LDO.

Respuestas (3)

Esa técnica parece bastante tonta en realidad. Lo mejor que se puede esperar es una mejora de sqrt(3) en el mejor de los casos por mucho trabajo. Y está usando amplificadores operacionales estabilizados por chopper que pueden filtrar tonos al ADC.

Un buen diseño de bajo nivel de ruido requiere un análisis preciso de todas las fuentes de ruido. Escaneé el papel y no vi ninguna mención de ruido térmico/Johnston como mínimo.

A nivel de componente/placa, hay muchos amplificadores operacionales que puede usar y luego filtrar. Los amplificadores de instrumentación pueden ser un punto de partida.

Revisé varios amplificadores de instrumentación de Analog Devices y Linear. Lo mejor de ellos incluso tiene algo de ruido de voltaje de 2uV (como AD8429, LT1167). Las cifras de ruido OpAmp son mucho mejores (como LT1677) ¿Crees que puedo hacer mejores amplificadores instantáneos usando LT1677?

Sin ofender, pero no creo que realmente quieras un DVM de 6 dígitos. Suponga que está midiendo una señal de 1 V y el medidor muestra

1.02435 V

Los "5" son decenas de microvoltios. ¿ De verdad vas a anotar todos esos dígitos en tu cuaderno de bitácora? Para el uso diario, escribiría "1.02 V", para alta precisión tal vez "1.024 V", pero nunca más, pero necesito una configuración de alta precisión en primer lugar. Y el último dígito no será estable, incluso el "3" puede cambiar a un "2" de vez en cuando. ¿Entonces que es? Además, la medición superior al 0,1 % (que son 3 dígitos) requiere una alta precisión para cada componente; la cadena es tan fuerte como el eslabón más débil. Una traza de cobre de 8 cm y 0,2 mm de ancho en su PCB tiene una resistencia de 0,1 Ω, lo que dará un error de 0,1 % en una resistencia de 100 Ω. Una resistencia de 10 kΩ tiene alrededor de 2 µV de ruido Johnson en un ancho de banda de 10 kHz.

Francamente, especificaría 4 dígitos significativos; ya será bastante difícil lograr que el último dígito sea estable y correcto. Y a menos que trabajes en FermiLab o CERN, no estás realmente interesado en más. No vale la pena.

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"en mi aplicación necesito este nivel de precisión desafortunadamente"

Posible, pero extremadamente improbable, incluso en una configuración de laboratorio. Convéncenos. (Por cierto, ¿te refieres a precisión o exactitud?)

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¿Qué es ese éxito hasta 5 dígitos? ¿ Realmente pagó $17 por una sola resistencia de 0,01 % con un tempco de 0,2 ppm/°C? Para una precisión de 6 dígitos, tendrá que construir un horno de temperatura controlada para su circuito completo, o los 0,2 ppm/°C harán que el último dígito sea inútil.

Hay una gran diferencia entre la resolución de 6 dígitos y la precisión de 6 dígitos .

Hola Steven, lamentablemente en mi aplicación necesito este nivel de precisión :( debería tener una lectura estable en el 6.º dígito. Ya tengo cierto éxito hasta el 5.º dígito. He leído varias recomendaciones generales para mejorar la lectura, como suministros en cascada, resistencias de película metálica, resistencias combinadas para agregar circuitos, plano de tierra, líneas eléctricas conectadas en estrella, condensadores de derivación, filtro de paso bajo en la entrada, etc. Pero siento que necesito algunas ideas más avanzadas para el éxito.
@rsa, si necesita reducir el ruido para mejorar la precisión (vea la edición de Steven), entonces puede lograr el mismo resultado promediando tres referencias simplemente repitiendo su medición tres veces y promediando las tres mediciones.

Si yo fuera tú, empezaría leyendo esta nota de aplicación

AN124 - Medición de ruido de 775 nanovoltios para una referencia de voltaje de bajo ruido http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an124f.pdf

que lo ayudará con las mediciones de ruido de la fuente de alimentación, además de analizar el LTC6655, que afirma un voltaje de ruido de 0.775uV a 10Hz.

referencia de ruido ultra bajo y voltaje de suministro con múltiples ldo en paralelo
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