Зачем использовать МШУ в генераторе шума?

В этой заявке Максима лавинный шум стабилитрона усиливается двумя каскадными МШУ (усилители с низким уровнем шума):

Вы можете догадаться, что мой вопрос: зачем использовать малошумящие усилители, если вы хотите шум в первую очередь? Разве обычные операционные усилители не производят белый шум?

Большинство шумов в операционных усилителях, таких как термический шум и шум Шоттки («выстрел»), являются белыми , то есть имеют плоский спектр, но, например, фликкер-шум (он же шум 1 / f) - нет. MAX2650 будет иметь более низкий уровень шума , как белого, так и цветного.

Но даже если общий шум близок к белому, могут быть другие причины не выбирать операционный усилитель, и они не всегда являются техническими.
Замечания по применению от производителей предназначены не только для того, чтобы предложить покупателю услугу . Они также / главным образом рекламные средства для размещения продукции производителя в центре внимания. Может быть, маркетологи в Maxim подумали, что MAX2650 не привлекли достаточного внимания.

дальнейшее чтение :
этот документ TI рассказывает вам больше о шуме в операционных усилителях.

Там нет никакой гарантии, что есть полностью хороший ответ. Это «идея дизайна» и, кажется , она может быть основана на идее в журнале схемы. Рассуждения дизайнера не гарантированы священным писанием

НО

Цель состоит в том, чтобы использовать источник шума, который в максимально возможной степени обеспечивает действительно случайный шум. Он отмечает, что

• В пределах этого диапазона тока источника мощность шума изменяется довольно случайно в пределах ± 1 дБ. Кажется, что при явлениях пробоя стабилитронов лавинный шум доминирует над другими источниками шума, такими как дробовой шум (который пропорционален току), фликкер-шум и тепловой шум.

Операционный усилитель не будет иметь лавинный шум в качестве доминирующего источника шума.

Его фигура 2 (скопированная ниже) еще раз подчеркивает это.

• Нижняя кривая - выход системы при отключении питания.
• Средняя кривая (возрастающая амплитуда с увеличением частоты) - это система с мощностью на операционном усилителе, но не на стабилитроне.
• Верхняя кривая (падающая амплитуда с увеличением частоты) - это выход с активным источником шума Зенера.

Возможно, лучший результат дается при всем отключении питания, но амплитуда на 46 дБ + ниже конечного результата, а источник плохо определен (в лучшем случае).

Кривая только для операционного усилителя в целом такая же плоская, как и конечный результат (но с противоположным наклоном), но имеет гораздо больше вариаций в выбранных точках и некоторые очень значительные отклонения (5 или около того пиков 15 дБ +, намного больше 5 дБ + и большой степень общей изменчивости. Едва ли это признак подлинного источника белого шума.

Итоговая кривая намного ближе к плоской в ​​целом, за исключением общей падающей величины с частотой, которую можно легко компенсировать. Примечательно, что на ряде частот имеется ряд второстепенных пиков (диапазон от 2 до 5 дБ), которые точно соответствуют основным пикам только в ответе операционного усилителя. Это указывает на то, что они являются атрибутами основной системы, а не источника стабилитрона, и что недостатки выходного шума основного усилителя ограничивают общую производительность - хороший показатель того, что устройства с низким уровнем шума оправданы.

Тем не менее, явный всплеск на частоте около 1,3 деления от 1 МГц, дающий примерно 20 дБ на графике только для операционного усилителя и 10 дБ на конечном графике, предполагает наличие внешнего источника шума некоторой величины. Частота составляет около 1,3 / 4 = 0,325 от 1 до 10 МГц в логарифмическом масштабе ~~~ = 2,1 МГц. Это может быть частота ПЧ в испытательном оборудовании (1,6 МГц?). Аналогичным образом, выбросы в узком диапазоне высокой амплитуды в диапазоне от 20 МГц до 80 МГц позволяют только измерять паразитные отклики системы или операционного усилителя.

Интересно, что внезапное изменение отклика только на операционный усилитель в диапазоне 80 - 100 МГц с небольшим количеством пиков шума и широкой общей изменчивостью не отражается нигде в той же степени в конечном выходе.

В целом кажется, что шум операционного усилителя является основным фактором неидеальности конечного результата. Если бы наблюдаемые «ошибки» в отклике операционного усилителя были вычтены из конечного результата, был бы получен намного более сильный источник шума. Поскольку это верно для операционных усилителей с низким уровнем шума, кажется вероятным, что устройства с более высоким уровнем шума дадут еще худший результат.

они могли бы использовать любой операционный усилитель, чтобы сделать работу. Генерируемый шум диода настолько высок, поступая в первый операционный усилитель (~ 40 дБ выше теплового шума), что отношение «сигнал» (здесь желаемый шум) к шуму уже твердо установлено, и выбор операционного усилителя не изменится или раскрась.