Forum

Hallo,

ich habe einen normalen, nichtinvertierenden Audioverstärker mit einem OpAmp gebaut.
Den Eingangswiderstand bildet ein 47k Widerstand vom Plus-Eingang nach Masse.
Die Spannungsverstärkung ist mit R2=3,3k und R1=1k auf 4,3fach festgelegt.
Es gilt ja V = 1 + R2/R1

Ein TL062 mit 42nV/Wurzel (Hz) rauscht minimal.
Ein NE5532 mit 5nV/Wurzel (Hz) und 0,7pA/Wurzel(Hz) rauscht deutlich mehr.

Da die obige Schaltung relativ niederohmig ausgelegt ist, ist ein OpAmp mit FET-Eingängen (TL062) hier eigentlich fehl am Platz.
Daher wollte ich den durch den NE5532 ersetzen, um weniger Rauschen zu haben.
Ich habe aber mit dem NE5532 fast 10dB mehr Rauschen. Wo liegt der Denkfehler?

Mikee

» Ein TL062 mit 42nV/Wurzel (Hz) rauscht minimal.
» Ein NE5532 mit 5nV/Wurzel (Hz) und 0,7pA/Wurzel(Hz) rauscht deutlich mehr.
»
» Da die obige Schaltung relativ niederohmig ausgelegt ist, ist ein OpAmp mit
» FET-Eingängen (TL062) hier eigentlich fehl am Platz.

Falsch! 47 k-OHm sind deutlich zuviel beim NE5532 oder NE5534, weil der so genannte äquivalente Rauschstrom am Opamp-Eingang zu hoch ist, der in diesen 47k-Widerstand rein fliesst und die zusätzliche Rauschspannung verursacht. Dieser rauscharme bipolare Opamp eignet sich nur dann wenn die Quellimpedanz maximal im unteren 100-Ohm-Bereich liegt. Z.B. eine dynamische Tonquelle, wie Pickup oder Mikro.

» Daher wollte ich den durch den NE5532 ersetzen, um weniger Rauschen zu
» haben.
» Ich habe aber mit dem NE5532 fast 10dB mehr Rauschen. Wo liegt der
» Denkfehler?

Siehe oben...

Die Wahl des TL062 als JFET-Opamp ist natürlich denkbar schlecht. Nimm den TL071 der etwa 20nV/Wurzel (Hz^-2) hat. Es gibt moderne MOSFET-Opamps die sogar deutlich unter der 10nV-Grenze liegen. Das war lange Zeit nicht möglich. Typen weiss ich leider nicht auswendig.

Der TL061 ist die Lowpower-Version des TL071. Und da genau da drin liegt die Crux. Man kann nicht beides haben, wenig Leistungsverbrauch und wenig Rauschen. Es gibt von TI eine OPamp-Familie die Excalibur heisst. Da gelang es solche Antagonisten etwas einzuschränken.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo Mikee
die Bandbreitenverstärkung des NE5532 ist deutlich grösser als die des TL061. Dadurch hat man in der Summe mehr Rauschen, wenn die Rauschquelle extern liegt (47kOhm ist deutlich zu gross, siehe posting von T.Scherrer). Es ist also nicht so, dass der TL061 weniger rauschen würde, aber das Eigenrauschen geht unter, weil das Widerstandsrauschen viel grösser ist.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» Dadurch hat man in der Summe mehr Rauschen, wenn die Rauschquelle
» extern liegt (47kOhm ist deutlich zu gross, siehe posting von T.Schaerer).
» Es ist also nichr so, dass der TL061 weniger rauschen würde, aber das
» Eigenrauschen geht unter, weil das Widerstandsrauschen viel grösser ist.

Das stimmt schon, was aber auch zum Tragen kommt, ist das deutlich höhere Stromrauschen beim BJT-Opamp, das im Quellwiderstand eine zusätzliche Rauschspannung erzeugt. Ich muss mal gelegentlich das dazu passende Diagramm suchen....

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo,

ich habe heute mal versucht zu rechnen.
Auf die Schnelle bin ich mir zwar nicht ganz sicher, welcher Term mit welchem Faktor in die Rechnung eingeht, ab für T=300k, 20000Hz und 47k Ohm ist das thermische Rauschen 16965nV schon der Löwenanteil in der Wurzel.

Beim TL062 sollte aber mit v* Eingangsrauschen = 25465nV der Term noch größer sein.

Beim NE5532 gibt es eigentlich keinen großen Term außer dem Rauschen des
47k Ohm Widerstandes, das Stromrauschen ist mit 4639nV dagegen relativ
klein. Aber vielleicht liegt in diesem Term die Kruz, dass ich da irgendeinen
Fehler drin habe (URausch = 47k* 0,7pA * Wurzel (20000Hz) = 4639nV.
Das Ganze dann zum Quadrat (wie die anderen Terme auch), addieren und Wurzel ziehen.


Mikee

Hallo,

also ich bringe mit dieser Formel 4,65µV raus



» Hallo,
»
» ich habe heute mal versucht zu rechnen.
» Auf die Schnelle bin ich mir zwar nicht ganz sicher, welcher Term mit
» welchem Faktor in die Rechnung eingeht, ab für T=300k, 20000Hz und 47k Ohm
» ist das thermische Rauschen 16965nV schon der Löwenanteil in der Wurzel.
»
» Beim TL062 sollte aber mit v* Eingangsrauschen = 25465nV der Term noch
» größer sein.
»
» Beim NE5532 gibt es eigentlich keinen großen Term außer dem Rauschen des
» 47k Ohm Widerstandes, das Stromrauschen ist mit 4639nV dagegen relativ
» klein. Aber vielleicht liegt in diesem Term die Kruz, dass ich da
» irgendeinen
» Fehler drin habe (URausch = 47k* 0,7pA * Wurzel (20000Hz) = 4639nV.
» Das Ganze dann zum Quadrat (wie die anderen Terme auch), addieren und
» Wurzel ziehen.
»
»
» Mikee