Sensorer och brus Föreläsning II • Administration – Inlämningsuppgifter, returer – Labbar – Tentamen • • • • • Störningar Lock-in Brus i förstärkare Anpassning sensor-förstärkare Extrema sensorer Per Delsing Fig. 1 Laborationer: • Två obligatoriska labbar ingår i kursen. – Den ena labben behandlar bl.a. Lock-in- förstärkaren och störningar. – Den andra labben behandlar brus i förförstärkare och optimering av sensorer till förförstärkaren. • Varje labb tar 8 timmar (inklusive lunch), det finns 2 olika labbtillfällen, preliminärt den 17/5 och den 24/5. • Labgrupper • Information om laborationerna och instuderingsfrågor finns på hemsidan. • Före laborationen ska instuderings frågor lösas och skickas in, senast en vecka före labbtillfället, fredag 9/5 och 16/5. • Efter laborationen ska en labbrapport skrivas och lämnas in senast en vecka efter tentan Per Delsing Fig. 2 Störningar • • • • Elektriska fält Magnetiska fält Jordlopar Stör undertryckning – – – – – Skärmning Areareduktion Rätt jordning Differentiell ingång Lock-in Per Delsing Fig. 3 Jordning grundprincipen Jorda alla delar i samma punkt Per Delsing Fig. 4 Jordning: hur kopplas potential skillnader i jordar in till en krets Per Delsing Fig. 5 Jordning: ekvivalent schema Per Delsing Fig. 6 Jordning: koppla bort en jord genom att addera en resistor Per Delsing Fig. 7 Jordseparering Per Delsing Fig. 8 Lock-in förstärkaren Multiplier Low pass filter Input Vosin( t) o X Amplifier Output Phase adjust Reference oscillator Ref. out ref Per Delsing Fig. 9 Brusmodell för OP-förstärkare vn,out G en 4kBTRs in Rs 2 2 eR 4kBTRs Per Delsing Fig. 10 2 Brus i förförstärkare eN vs. Rs för olika OP-förstärkare vid 1kHz 104 e N [nV/¦Hz] 103 102 LT 1028 OP 27/37 AD 743 OPA 627/637 OPA 111 OPA 129 50 mK 4.2 K 300 K 101 100 10-1 100 102 104 106 108 1010 Rs (ž) eN en 4kBTR in R 2 Per Delsing 2 2 Fig. 11 Brus i förförstärkare 10 Hz 107 LT 1028 OP 27/37 AD 743 OPA 627/637 OPA 111 OPA 129 50 mK 4.2 K 300 K 106 eN nV/¦Hz 105 104 103 102 101 100 10-1 101 105 103 109 107 R (ž) eN en 4kBTR in R 2 Per Delsing 2 2 Fig. 12 Noise Figure NF S/ Nin NF 10log S/ Nout S/ N in S/ N out e2N NF 10log 2 eR Per Delsing Fig. 13 Noise in an ideal amplifier NF/10 Tn = 300(10 Per Delsing -1) Fig. 14 Several amplifiers G2T2+G1G2(T1+T) Tn=T1+T2/G1+T3/G1G2 Per Delsing Fig. 15 Översättning mellan olika brusspråk eN eR 10 NF / 20 eR Tn 1 300 e2 NF/10 N Tn = 300 10 -1 = 300 2 1 e R T e2N n NF 10log 2 10log 1 eR 300 Per Delsing Fig. 16