SNSランキング   リアルタイム更新情報   新しいSNSを作成(無料)

食の安全と放射能測定所フォーラム

スーパーらじだす再考(初段素子の再検証)その1
日付
2016年03月12日(土) 21時09分
フォトダイオードから拾った超微小信号を増幅して、どうにかオーディオインターフェースやマイクレベルまで持っていくことでシンチ計測できてるんですが、殆どノイズすれすれの信号を拾うためには、アンプの入口がローノイズじゃないと、ダメ(信号が入口の素子のノイズに埋もれてしまう)、というわけで、今まで、それなりに気をつけてきていたつもりだったんですが、本当にそれでよいのか、再検証に着手しました。
まず、デバイスのノイズを測れる治具を作るところからはじめて(イマココ)・・・まだ治具の精度も良くない(作り直す予定)なんですが、それでも、素子の傾向が見えるところには来ました。

ちょっと残念なことに、今採用している素子はベストチョイスではなかった・・・ようです。
ただ、それなりに比較検討して良い性能が出ていることから、アンプのノイズではなく、センサ(フォトダイオード)のノイズがボトルネックになっている可能性も否定はできません。また、回路設計がまだしょぼくて、デバイスの性能をフルに引き出せていないのかもしれません。ここまでの試行錯誤の結果を見ると、アンプのノイズは一応要求ラインを満たしているように思いたいのですが、時間をかけて検証してみたいと思います。
蛍 袋夫
LT-SPICE(電子回路シミュレータ)で現行回路のシミュレーションをしてみましたが・・・

今の回路はかなり素子に鈍感みたいで、入力容量、gmが似たり寄ったりのものだと1割くらいしかノイズが変わらない、むしろ大きくノイズに影響するのは、入力容量とチャージコンデンサという解析となりました。

もっともこれは今までの経験則にも、理屈にもあってます。
しゃかりきにFETの特性ばっか追ってもしかたない気がしてきた・・・
素子や小手先の定数見直しではもはやほとんど改善の余地なし。
あとは、今の回路と理論値を比べてみて、改善の余地があるかないかを判断するのが王道かな。

どんなに頑張っても、例えば、抵抗の熱雑音はなくせないし、入力容量の小さめのFETなら、単品の雑音電圧は1nV/√Hzを少し下回るくらいのものしかないし、そのあたりでどうしようもない限界が生じるわけです。

ま、現状でも夏場以外はそこそこ良い感じだし、夏は夏で仕方無いし・・ということで大きな不満はないんですが・・・今の回路ってどれくらい理論値に迫れているんだろう?伸びしろの有無やいかに。伸びしろがあれば改善したいし、なければ、次の付加価値検討にちゃっちゃとうつるべきだし、というところ。
蛍 袋夫
2016年03月27日(日) 22時22分
1