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2016年10月 1日 (土)

Low Noise DC to 10MHz Wide Band Amplifier

Analog Discovery の帯域を有効活用する為のプリ・アンプです。

という事で帯域は10MHzで低ノイズを目標にしました。

ロー・ノイズ・アンプは初段で決まります。
ゲインを稼ぎながら帯域を確保したいのですが
あっちをたてればこっちがたたずで試行錯誤しました。
AD797はGB積がG=1000で110MHz typ.,G=10 で8MHz typ.です。
データ・シートからG=5にするとギリギリ10MHzまで持っていけそうと考えました。
AD797はハイ・ゲイン用なのでゲイン5倍の挙動は初めてです。
MultiSimで下図のようなゲイン配分でシミュレーションしてみました。
(試作器はAD797にオフセット調整ポットを実装してあります)20161001_150749
8MHz近辺でピークが観測されています。
上図のR100で60db減衰させたのでこのようになりました。
減衰させない時のシミュレーション結果はフラットです。
これはAD797を低利得小信号で使用した時の特性のようです。

20161001_150632

20161001_150651

上図はシミレーション結果でゲインが1000倍なので1uVが1nVに相当します。
下図は実測したノイズ・スペクトラムです。
デカードごとのビン設定はスタート周波数の1/100 にしました。
遠坂様のアドバイスから窓関数はRectangularで補正値として1.066を乗算した結果です。
エクセルで全体の体裁を整えたかったのですがちょいと手抜きをしました。
スパンをシミュレーション結果のように10nVにすればもう少し見やすくなったと反省。

20161001_160627_2

実測した Bode Plotです。

10KHzからレベルが落ちているのは初段のAD797がロー・ゲインのせいか
Analog Discoveryせいかは判断出来ていません。

取りあえずはゲインを微調整してケ−シングしたいと思います。

20161001_160016

参考:Analog Discoveryの−60db Bode Plotです。
200KHzを過ぎたあたりからレベル低下と1MHz超からは不連続性がみられます。
Analog Discovery1,2ともに類似した特性でした。

20161001_161135

スコープでの出力ノイズ観測。

一番ピーク・ノイズの大きいスイープ時間を選択しました。

20161001_153327

今回の試作は20年ほど前にGB積を評価した基板の復活利用でした。

右の基板には懐かしいナショセミのロゴが。

20161001_213849

閑話休題

ON SemiconductorがFairchildを買収しました。

世の趨勢とはいえFairchildの名前が消えるのは寂しいです!

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