运放超低频段噪声测试

longshort · 发表于 2013-11-6 14:18:41

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:21 编辑

　前些日子做了个简易的运放失调电压测试仪（见《运放偶得》），将手头几乎所有的运放都测试了一遍，目的在于观察和感受它们各自的噪声水平，以便在设计时可以决定取舍。测试仪为直流偶合，用一台四位半做显示，仪器失调控制在0.5%满度值以内，仪器噪声本底约为9.2nV/sqrtHz，被测器件的Av=10，四位半的等效输入带宽约为DC~10.61Hz；被测器件的工作电压在±2.5V~±15V可调。

简易运放测试器

　从日常经验来看，半导体器件的寿终或性能变劣，通常体现在噪声水平的增高。对于基准设备用的运放就更是这样，因此对于运放产品的噪声性能的关注，实在是跟使用的目的直接相关，以下大部器件为二手拆机货，测试数据供一般性参考。

　

补充内容 (2015-2-24 11:25):
《运放偶得》链接：https://bbs.38hot.net/forum.php?m ... id=47660&extra=

longshort · 发表于 2013-11-6 14:19:05

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:27 编辑

通用精密运放：

ADxxx器件不多，只有三种，分别是AD707JN、AD822AN、AD820AR，数据如图：
AD707JN

AD707JN

AD822AN

AD820AR

AD707和AD822AN、AD820AR的噪声有效值和噪声谱密度均优于制造商规范，前者据卖家说是全新的，目视观察似乎也很新，后两者为二手拆机的。

二手拆机的LT1012的噪声有效值平均约为53nVrms，噪声谱密度平均约为16nV/sqrtHz，都只有制造商规范的60%左右，价廉物美：

LT1012CN

OPA177和OPA277都是具有低噪声性能的芯片，但OPA177的偏流稍大，同样属于物美价廉的产品：
OPA177G

OPA177G

OPA277A

OPA2604和OPA2134相比，2604略胜一筹：
OPA2604

OPA2604

OPA2134

OPA380和OPA690都是超高速运放，OPA380带宽为90MHz，OPA690为220MHz，但OPA380的超低频段噪声水平略优一些。OPA380中变灰的一个是因电源电压过高而挂了的。
OPA380A

OPA380A

OPA690

longshort · 发表于 2013-11-6 14:19:27

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:58 编辑

低偏置运放：

TLC271和TL272都是全新的，但TLC271可通过不同偏置改变噪声水平，灵活性较高。TLC271可与OPA604或OPA134比肩，且输入电阻更要高得多。
TLC271

TLC271

TLC272

LMC6482也是全新的，手头就一片，参数看起来不咋地。

LMC6482

OPA111BM和OPA128LM的噪声水平都较优，OPA111BM还略胜一筹，但OPA128的偏置电流要低一个数量级。
OPA111BM

OPA111BM

OPA128LM

CA3140EZ是全新的，噪声水平相当高，有效值达到了1.3uV。

CA3140EZ

OPA140是全新的，但不能确定是否打磨货，选了一个价格适中的买下，测试数据与datasheet偏差较大，且有一个Vos超标：

OPA140

longshort · 发表于 2013-11-6 14:19:54

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:32 编辑

低噪声运放：

LT1007的测试参数比较接近制造商规范，LT1028则与制造商规范差很多。LT1028分别在两位卖家那里获得，前四个是DIP8的，后四个是SO8的，都是信任度很高的商家，因而不存在是否假货的问题。测试数据与制造商规范的差距大，很可能与源阻抗敏感有关，而现代具有极低噪声特性的高输入阻抗器件可选的很多，在新设计的产品中不太建议使用这两种型号。
LT1007

LT1007

LT1028

LMP2021MA是SO8封装的低偏置低噪声运放，全新。从结构上猜测似乎应该是自稳零技术与低噪声技术的组合式运放，噪声水平与OPA277有得一拼，但输入电阻则要高几个数量级。无奈工作电压最高只有5.5V，所以在测试中不慎挂了一个，很是心疼。LMP2021与AD4528为同一档级的运放，但更廉价些。

LMP1021MA

longshort · 发表于 2013-11-6 14:20:11

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:34 编辑

自稳零运放：

LT1052是ICL7052的同类版本，LT1051则是LT1052的双运放版本。两者的超低频噪声水平均位于精密运放的水准之内，但失调水平更优。
LT1052

LT1052

LT1051

OPA2735与OPA2335均为全新品，工作电压稍低，噪声水平稍高，失调水平与LT相当。
OPA2735

OPA2735

OPA2335

longshort · 发表于 2013-11-6 14:20:27

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:37 编辑

国产的老厂标和部标运放：

5G23是二十多年前购得的处理品，失调参数超标厉害，噪声参数离散巨大，最高的有效值噪声达到12uV多，而最好的一个竟然不到10nVrms，折合噪声谱密度不到3nV/sqrtHz，可以与LT1028比肩，差别真是太大了，这直接反映了制造工艺水平的巨大不一致性。不过这似乎印证了5G23是一种低噪声器件的说法，也许真有一定比例的器件可以挑选出来。

5G23

5G26有同样的毛病，也是处理品。

5G26

三个5G28，失调虽然合格，但噪声巨大，同样是处理品。

5G28

F033C是最近购得的全新老部标产品精密运放，1988年8331厂产品，最大有效值噪声水平低于200nVrms，噪声谱密度在十个样本中从12nV/sqrtHz分布到63nV/sqrtHz，温漂特性尚可。可用作亚微伏级背景的场合，但输入电阻较低。

F033C

longshort · 发表于 2013-11-6 14:20:39

本帖最后由 longshort 于 2013-12-8 09:38 编辑

其它通用运放：

TI的TLE2021，没什么明显的特色，噪声水准和失调都位于中等水平。

TLE2021

TL062和TL082都是很老的产品，用于测试的器件购于二十多年前，台湾产。从测试数据来看，作为亚微伏级噪声背景的放大是可行的，但温漂水平偏高。
TL062CP

TL062CP

TL082CP

puff · 发表于 2013-11-6 14:55:49

期盼更新

zhikai_wu · 发表于 2013-11-6 15:06:23

好文章

daijun · 发表于 2013-11-6 15:16:24

好文章.赞一个

puff · 发表于 2013-11-6 15:32:17

另外比较关心咋测的。。。

hzmsn · 发表于 2013-11-6 15:40:18

好文，拜读。顶一个

sjtx1971 · 发表于 2013-11-6 16:12:49

好文章，学习了

zca123 · 发表于 2013-11-6 16:16:48

学习了。应该测测AD797和AD8599这两颗器件。另外关系如何测得的。电流噪声被折合到里面去了吗？

longshort · 发表于 2013-11-6 17:02:56

puff 发表于 2013-11-6 15:32
另外比较关心咋测的。。。

读记录啊，101条记录做统计。

longshort · 发表于 2013-11-6 17:06:22

本帖最后由 longshort 于 2013-11-6 17:07 编辑

zca123 发表于 2013-11-6 16:16
学习了。应该测测AD797和AD8599这两颗器件。另外关系如何测得的。电流噪声被折合到里面去了吗？

贵族运放，不是日常项目的优选件，即使要求高的项目也不会选它，可替代的很多。

关系指的是什么？

电流噪声按具体的器件分别加入计算或不计算。

惠诚科技 · 发表于 2013-11-6 17:21:00

好文啊，慢慢看

zca123 · 发表于 2013-11-6 17:25:35

longshort 发表于 2013-11-6 17:06
贵族运放，不是日常项目的优选件，即使要求高的项目也不会选它，可替代的很多。

关系指的是什么？

AD797在js那有，拆机件不贵。AD8599我想我可能买到假货了，因为比较便宜。关系是打字错误，因为关心。

zca123 · 发表于 2013-11-6 17:28:06

longshort 发表于 2013-11-6 17:06
贵族运放，不是日常项目的优选件，即使要求高的项目也不会选它，可替代的很多。

关系指的是什么？

不知道楼主的测试电路，对于双极性运放的Ib偏大，是否已经耦合进入了电流噪声？

浪迹天涯 · 发表于 2013-11-6 17:37:01

真专业，不知道那个曲线图是怎么做出来的

puff · 发表于 2013-11-6 18:31:25

longshort 发表于 2013-11-6 17:02
读记录啊，101条记录做统计。

俺是说用的啥电路。
方便介绍下思路么？

nngogogo · 发表于 2013-11-6 18:44:04

LZ辛苦了！！！不仅有参考价值还是很好的学习资料哇！！！非常感谢！！！！

kanxm · 发表于 2013-11-6 21:09:07

非常感谢楼主的无私奉献。学习了。

nngogogo · 发表于 2013-11-6 22:34:00

表中的主值代表什么？

ljs_0437@ · 发表于 2013-11-6 23:01:26

留个爪印。用运放时来这里查查。

zy_sh_npk · 发表于 2013-11-7 00:14:24

关心，好文，期待更新！

cuison · 发表于 2013-11-7 00:51:55

楼主辛苦，谢谢分享。

zsxlh · 发表于 2013-11-7 02:11:29

好文章！

longshort · 发表于 2013-11-7 07:45:28

zca123 发表于 2013-11-6 17:28
不知道楼主的测试电路，对于双极性运放的Ib偏大，是否已经耦合进入了电流噪声？

测试电路的源电阻是2K欧到3.6K欧，凡是噪声电流在源电阻上占到1/3以上噪声电压的都会计算进去，Ib是偏置电流，与噪声电流不同。

longshort · 发表于 2013-11-7 07:55:00

puff 发表于 2013-11-6 18:31
俺是说用的啥电路。
方便介绍下思路么？

没问题。
用一个7805做工作电压调节，调节范围5~30V；用LT1013(后用OPA2277替换)的一半做分压，另一半做直流放大。
直流放大器可兼作低噪声放大器使用。
文档：

2013021-019.pdf (177.82 KB, 下载次数: 271)

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