Rauschen berechnen?

Diskutiere Rauschen berechnen? im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo zusammen, Ich habe hier eine Bootstrap-Schaltung für eine Photodiode, von welcher ich wissen müsste, wie ich das Rauschen berechne....

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  1. #1 racker01, 12.11.2009
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    Hallo zusammen,

    Ich habe hier eine Bootstrap-Schaltung für eine Photodiode, von welcher ich wissen müsste, wie ich das Rauschen berechne. Simulieren über Tina funktioniert soweit, jedoch kann ich die Resultate nicht nachvollziehen...
    Die Schaltung habe ich einmal ohne und einmal mit Rauschquellen im Anhang.
    [FONT=&quot]
    UR3 ist das thermische Spannungsrauschen, welches aufgrund des physikalischen Widerstandes R3 (Basisbahnwiderstand) in der Basis des bipolaren Transistors entsteht. [/FONT]

    Damit die Schaltung arbeitet muss natürlich am Ausgang "eo" noch ein Widerstand gegen Masse sein (z.B. 6kOhm), der mit seinem Eigenrauschen natürlich dann auch noch zum restlichen Rauschen beiträgt.

    Mich interessiert vor allem auch, was die Kapazität CP für einen Einfluss hat. Sie hat ja kein Eigenrauschen, aber irgendwie kommt wahrscheinlich über ein Spannungsteiler bei höheren Frequenzen mehr Rauschen in die Schaltung wenn eine höhere Kapazität verwendet wird? Das Simulationsprogramm Tina liefert auf jeden Fall erhöhte Werte für eine grössere Kapazität CP...

    Besten Dank schon im Voraus für eure Hilfe!

    Greets racker01
     

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  3. #2 NachtHacker, 20.11.2009
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    AW: Rauschen berechnen?

    Hallo Racker,
    du hast ja hier eine schöne komplizierte Schaltung. Die schwebende "Masse" zwischen R1 und R2 ist abhängig vom Kollektorstrom. Damit dieser fließt muss, so wie du das bereits beschrieben hast, ein Widerstand von dieser "Masse" gegen "eo" geschaltet werden. Nun fließt ein Basistrom, der dann mit dem Kollektorstrom weiter ansteigt und sich je nach Größe des Widerstands und Stromverstärungsfaktor des Transistors einstellt. Das Rauschen entsteht hauptsächlich in der Basis-Emitterstrecke. Die Rauschamplitude steigt zudem mit dem Basisstrom. Der Kondensator CP überbrückt für die höheren Frequenzanteile des Rauschens den externen Widerstand. Somit hat das Rauschen dann einen höhefrequenten Rauschanteil als ohne diesen Kondensator.
    Interessant ist auch der Kondensator C1, dieser beeinflusst auch das Rauschspektrum für höhere Frequenzen.
    Ich verstehe die Schaltung so, dass der Transistor zu einem mit dem Widerstand gleichstrommäßig in einen optimalen Arbeitspunkt gefahren wird und zum anderen sollen mit den Kondensatoren ein größt mögliches Rauschen erzeugt werden. Sind die Kondensatoren groß (µF Bereich) wird das Rauschspektrum auch bis zu tieferen Frequenzen herunter reichen und es wird sich ein annähernd weisses Rauschen einstellen.

    Am besten mal die Schaltung aufbauen und das Rauschen mit einem Digitalosszi mit Spektrumanalyse und/oder FFT untersuchen und dabei die Kondensatoren ändern.
     
  4. #3 racker01, 21.11.2009
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    AW: Rauschen berechnen?

    Hallo NachtHacker

    Wie erwähnt, handelt es sich bei dieser Schaltung um eine Bootstrap-Schaltung, welche zum Ziel hat, die Spannung über der Photodiode (=Kondensator CP) hochfrequenzmässig (bis über 50 MHz) konstant zu halten. Damit wird erreicht, dass die für die nachfolgende Schaltung "sichtbare" Kapazität CP z.B. anstatt 50pF, nur noch pF beträgt, und somit eine höhere Bandbreite möglich ist.
    Das Rauschen habe ich in Tina simuliert, und die aufgebaute Schaltung liefert ähnliche Ergebnisse. (Je grösser die Photodiodenkapazität CP, desto mehr Rauschen, Kondensator C1 hat keinen Einfluss).

    Mich würde einfach die exakten Zusammenhänge interessieren, wie das Rauschen genau zustandekommt...

    Greets Racker01
     
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