Jak zmierzyć szumy 5–90 nV na wyjściu zasilacza? Schemat wzmacniacza, DT5200

Witam.
Chciał bym móc sprawdzić jakość urządzeń zasilających - zasilaczy prądu stałego - za pomocą pomiaru szumu.
Napięcie jakie chciał bym zmierzyć wahają się od ok. 5 nV do 90 nV.
Czy jest jakaś możliwość pomiaru takich napięć może za pośrednictwem jakiegoś wzmacniacza? Prosił bym bardzo o jakiś przykładowy schemat.
Posiadam proste multimetry i oscyloskop dwukanałowy DT5200.

Proszę o odpowiedź.

Przy tak niewielkich poziomach (5nV to 0,000000005V) sygnał musiałby być wzmocniony, ale każdy - absolutnie każdy wzmacniacz wniesie wtedy do układu swój szum, co zniekształci dane pomiarowe. Jest rozwiązanie polegające na wykonaniu dwóch identycznych wzmacniaczy i odjęciu ich szumów w przeciwfazach. Jest to bardzo trudne do wykonania. Aha, są jeszcze wzmacniacze działające w temperaturze ciekłego azotu. które wytwarzają znikome szumy.
Żeby zobaczyć 5 nV na Twoim oscyloskopie w postaci przebiegu o wysokości 1 cm, musisz wzmocnić sygnał około miliona razy!! (jego czułość jak pamiętam to chyba 5 mV/cm). Czy wiedza na temat szumu na wyjściu zasilacza jest tak ogromnie ważna, że warto poświęcić wiele wysiłku i środków dla zbadania tego zjawiska? Czy te zasilacze mają być używane do zasilania jakichś ekstremalnie czułych specjalistycznych urządzeń?
Przy normalnej eksploatacji takie szumy nie mają najmniejszego znaczenia, gdyż są miliony razy słabsze od sygnałów akustycznych , czy wizyjnych.

yyy
nie wiedziałem, ze realizacja takiego układu będzie tak trudna.
Chciałem zmierzyć szum dla własnej wiedzy. Zajmuje się układami audio hobbystycznie. W dodatku co chwile natykam się na forach na jakieś "super" modyfikacje różnych wzmacniaczy i odtwarzaczy cd, które wzbudzają zaciekawienie, ale czasami złość za wciskanie ludziom kitu z kosmosu. Mimo wszystko niektóre rozwiązania wydają się być słuszne i dlatego chciałbym się przekonać o słuszności modyfikacji badając m.in. szum. Niestety sama wiara w słuszność modyfikacji najszybciej może doprowadzić do pustego portfela i skopanego sprzętu.

Może jednak są jakieś inne metody wzmocnienia sygnały do poziomu mierzalnego?
Wzmacniacze operacyjne odpadają ?

Majster128, zasilacz z szumami 5nV? Cóż to za zasilacz? Szczerzę to takiego jeszcze nie widziałem. 1-5mV tak, i to w bardzo drogich zasilaczach...



Oto szumy w zasilaczu 150V 7A który obecnie kosztuje 1500E. Co prawda już na dwumetrowych wyprowadzeniach, przy obudowie są o połowę mniejsze. Ale sonda krótka, zasilacz ciężki więc bliżej nie przestawię.

O przepraszam widzę, że wprowadziłem was w błąd podając prze pomyłkę zły rząd wielkości.
Interesuje mnie pomiar napięcia szumu rzędu µV.

ciasteczkowypotwor2 ja chcę zrobić pomiary w zasilaczach małej mocy.
Z tego co wiem to standardowy stabilizator 7812 generuje szumy o wartości ok 50µV.

A dodam, że często bez filtru RC po stabilizatorze słychać wyraźnie szum w głośnikach czy słuchawkach.

Szum w głośnikach nie bierze się z zasilacza, a z wzmacniacza.

A tak wygląda 7812

Ja eliminowałem szum wkładając filtry do zasilacza, jedno lub dwustopniowe.
Także zasilanie ma wpływ na szum. Oczywiście tranzystory czy układy scalone produkują swój szum, ale to już inną drogą.
Chcę po prostu wiedzieć ile muszę filtrów zrobić w zasilaczu, czy jakiej pojemności kondensatorów użyć, żeby szum z zasilacza nie miał przeważającego wpływu nasz szumem elementów zasilacza.

Zaskoczyłeś mnie tym wykresem.
Znalazłem ostatnio na forum audiostereo wyniki pomiarów użytkownika Irek2, który mierzył szum stabilizatora 7812 z użyciem filtra RC i kondensatorami 2x100nF. R = 1Ω, C= 100 - 470 µF.
A to jego pomiary:
Link

Majster128, proponuję dać kondensator mkt 0,1F obok elektrolitu 1000uF i będzie ok. Tak czy inaczej budowa nisko szumnego zasilacza - mniej niż 5mV nie jest łatwa.

To jak skomentujesz pomiary, które wkleiłem powyżej?
Jest tu jakaś nieścisłość. Albo te pomiary są złe, albo wartość szumów, którą podajesz jest błędna.

Majster128, nie wiem. Ja pokazuję to co wyświetla oscyloskop. Wyraźnie widać 12,4mV rms Może kolega przedstawi metodę pomiarową jakiej użył?



Wykonałem przed chwilą 5 pomiarów różnych 78xx, każdemu się wahało około 10-12mV szumów.



W pomiarze miernikiem Fluke 189 wychodzi około 15mV.

Bez większej liczby danych, ciężko zinterpretować wyniki pomiarów IREK2.
Nie wiem czemu, jest uważany za "guru" i każda jego wypowiedź to świętość.

Kolego, jeżeli zależy Ci na sprawdzeniu, czy szum pochodzi z zasilacza 12V, czy ze wzmacniacza wykonaj sobie układ przełącznika umożliwiający zasilenie wzmacniacza z zasilacza 12V naprzemiennie z akumulatorem 12V. Mam tu na myśli duży akumulator rzędu minimum 7 Ah, o bardzo niskiej oporności wewnętrznej. Wtedy dopiero będzie można podyskutować co naprawdę jest źródłem szumów.
Kolega ciasteczkowypotwor2 dysponuje jak widzę profesjonalnym sprzętem i wie co i jak mierzyć. Zatem jego dane są jak najbardziej (oczywiście dla mnie) wiarygodne.
Pozdrawiam

rubens, zamiast kasować, to przybliż kto to ten IREK2?

kreslarz twoje rozwiązanie jest dobre, ale chciał bym uniknąć konieczności wsłuchiwania się i zobaczy konkretne i wiarygodne liczby.
rubens nie znam szczegółów pomiaru. Widzę tylko na jego stronie projekt w realizacji, który ma służyć do pomiaru szumów z rzędu nV.

Wklejam jeszcze pomiary użytkownika romekd również z audiostero:
Pierwszy
Drugi
Trzeci

Pomiary są dla LM317 i uwzględniają kondensator między wyprowadzeniem adj a masą.

Kurcze to już sam nie wiem co jest z tymi wynikami, przecież nie mogą się różnić o rząd wielkości.

Ps. ciasteczkowypotwor2 w jakiej konfiguracji robiłeś pomiar? Tz. pod jakim obciążeniem i jakim kondensatorem na wyjściu, wejściu? Oczywiście nie kwestionuje twoich pomiarów, ale chcę je porównać.

Konfiguracja z kondensatorem 1uF, po lewej i po prawej.

Obawiam się, ze przy pokazanych pomiarach zapomniano dodać ze robiono je przez sondę 10x.

Dodano po 48 [minuty]:

Parametry przykładowego nisko szumnego zasilacza:http://www.rohde-schwarz.pl/pl/produkty/test_and_measurement/Power_Supplies/NGRU-|--|-66-|-2990.html