05-19-2021, 11:30 AM
Pomenuo sam poređenje sopstvenih merenja sa podacima iz DS, pa evo jednog primera (uradio sam više, ali je ovaj interesantan sa aspekta mernih metoda).
LME49990 se već više godina ne proizvodi, ali sam ga izabrao jer je po THD to bio vrhunac National-ovog programa Overture od pre desetak godina.
Po DS (v. prvi prilog), njegov THD+N iznosi -140dB (A = 1, Vout = 3Vrms, napajanje 15V), ali nema podatka o BW pri merenju, pa pretpostavljam da su dali najpovoljniju varijantu (BW = 20kHz). Računajući sa šumom od 1nV/rtHz na ulazu, dobijamo na izlazu šum od 141nV, što pri izl. naponu od 3Vrms daje prag šuma od -146dB. Odavde sledi da je THD u stvarnosti nešto malo ispod -140dBc.
Međutim, pošto J&W sklop zahteva da referentni i DUT signal moraju da imaju isti polaritet, on ne može da meri invertovanu topologiju. Zato su merenja obavljena pomoću ranije pomenutog pojačavača od 9dB.
U drugom prilogu je prikazano referentno merenje (notch + LNA). Dobijen je THD od -127dBc (-66,9 - 60dB), s dominatnim drugim harmonikom i skoro jednakim udelima trećeg i četvrtog.
Merenje pomoću J&W sklopa (treći prilog) daje zaokrugljeni rezultat od -124dBc, a deo objašnjenja odstupanja od 3dB leži u razlici opterećenja op-ampa kod mernih metoda: u slučaju filtera, op-amp je opterećen sa 5,2K (10K na svom izlazu i 11K u filteru), dok je u drugom slučaju op-amp opterećen sa 1,7K (10K paralelno sa ul. impedansom atenuatora od 2K).
Međutim, poredeći ta dva spektra vidimo da je kod J&W separatora treći harmonik praktično na nivou šuma, odn. za 11dB niži u odnosu na merenje pomoću filtera. To predstavlja drastičan primer međusobnog poništavanja izobličenja DUT-a i mernog sistema do koga može da dođe na niskim nivoima - ko hoće da sazna više treba da pročita Appendix D u AN-43 (Bridge Circuits) od J. Williams-a.
Da napomenem da sam od osam izmerenih čipova ovu pojavu video samo u slučaju LME49990, pa nemam razloga da tražim sistematsku grešku u mernom sistemu.
Što se tiče razlike u THD između invertovane (DS) i neinvertovane topologije (merenje), ona je kod većine starijih op-ampova uobičajena i svodi se na zavisnost kapaciteta neinv. ulaza od napona signala. Ta zavisnost stvara slaba nelinenarna izobličenja i u novijim čipovima je u velikoj meri eliminisana (OPA2156/1656, OPA827/828 itd. - pominjano je ranije na forumu).
Dobra referenca u tom smislu je Groner-ovo istraživanje izobličenja op-ampova iz 2009. godine:
https://www.nanovolt.ch/resources/ic_opamps/index.html
takođe više puta pominjano.
Pozdrav
LME49990 se već više godina ne proizvodi, ali sam ga izabrao jer je po THD to bio vrhunac National-ovog programa Overture od pre desetak godina.
Po DS (v. prvi prilog), njegov THD+N iznosi -140dB (A = 1, Vout = 3Vrms, napajanje 15V), ali nema podatka o BW pri merenju, pa pretpostavljam da su dali najpovoljniju varijantu (BW = 20kHz). Računajući sa šumom od 1nV/rtHz na ulazu, dobijamo na izlazu šum od 141nV, što pri izl. naponu od 3Vrms daje prag šuma od -146dB. Odavde sledi da je THD u stvarnosti nešto malo ispod -140dBc.
Međutim, pošto J&W sklop zahteva da referentni i DUT signal moraju da imaju isti polaritet, on ne može da meri invertovanu topologiju. Zato su merenja obavljena pomoću ranije pomenutog pojačavača od 9dB.
U drugom prilogu je prikazano referentno merenje (notch + LNA). Dobijen je THD od -127dBc (-66,9 - 60dB), s dominatnim drugim harmonikom i skoro jednakim udelima trećeg i četvrtog.
Merenje pomoću J&W sklopa (treći prilog) daje zaokrugljeni rezultat od -124dBc, a deo objašnjenja odstupanja od 3dB leži u razlici opterećenja op-ampa kod mernih metoda: u slučaju filtera, op-amp je opterećen sa 5,2K (10K na svom izlazu i 11K u filteru), dok je u drugom slučaju op-amp opterećen sa 1,7K (10K paralelno sa ul. impedansom atenuatora od 2K).
Međutim, poredeći ta dva spektra vidimo da je kod J&W separatora treći harmonik praktično na nivou šuma, odn. za 11dB niži u odnosu na merenje pomoću filtera. To predstavlja drastičan primer međusobnog poništavanja izobličenja DUT-a i mernog sistema do koga može da dođe na niskim nivoima - ko hoće da sazna više treba da pročita Appendix D u AN-43 (Bridge Circuits) od J. Williams-a.
Da napomenem da sam od osam izmerenih čipova ovu pojavu video samo u slučaju LME49990, pa nemam razloga da tražim sistematsku grešku u mernom sistemu.
Što se tiče razlike u THD između invertovane (DS) i neinvertovane topologije (merenje), ona je kod većine starijih op-ampova uobičajena i svodi se na zavisnost kapaciteta neinv. ulaza od napona signala. Ta zavisnost stvara slaba nelinenarna izobličenja i u novijim čipovima je u velikoj meri eliminisana (OPA2156/1656, OPA827/828 itd. - pominjano je ranije na forumu).
Dobra referenca u tom smislu je Groner-ovo istraživanje izobličenja op-ampova iz 2009. godine:
https://www.nanovolt.ch/resources/ic_opamps/index.html
takođe više puta pominjano.
Pozdrav