Rumore nei resistori a film metallico

[Piercarlo]

Qualcosa lo si trova anche in:

Douglas Self, Small Signal Audio Design

... in mezzo a una marea di altra roba più o meno utile. Dello stesso autore vi è anche Electronics for Vinyl che, dato l'argomento trattato (preamplificatori per giradischi), potrebbe avere qualcosa da dire in merito. Mi scuso per l'approssimatività delle indicazioni ma onestamente è da un po' che mi sono allontanato dall'audio e ho lasciato per strada un po' di cose!

[elfo]

Piercarlo mi ha fatto venire in mente questo libro di Burkhard Vogel The Sound of Silence vedi allegato

Excess Noise of Resistors

Burkhard Vogel_71-74.pdf

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In aggiunta ai link della Vishay di Max2433BO vedi allegato

Audio Noise Reduction Through the Use of
Bulk Metal® Foil Resistors — "Hear the Difference"

8-12188.pdf

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[BrunoValente]

Mamma mia quanta roba!! Domani me la guardo per bene, grazie a tutti

[BrunoValente]

Il fatto che la densita` spettrale del rumore scenda vada come 1/f fa si` che se si misura il rumore su una decade di frequenza (ad esempio da 1Hz a 10Hz, oppure da 34Hz a 340Hz...) si ottiene sempre lo stesso valore di rumore.

E qui, come conseguenza, sarei portato a pensare che in prossimità dello "zero Hz" si accumuli una tensione di rumore di valore infinito, questo perché le decadi intorno allo zero sono infinite ma non credo sia possibile... evidentemente mi sfugge qualcosa... urge un chiarimento!

[DarwinNE]

E qui, come conseguenza, sarei portato a pensare che in prossimità dello "zero Hz" si accumuli una tensione di rumore di valore infinito, questo perché le decadi intorno allo zero sono infinite ma non credo sia possibile... evidentemente mi sfugge qualcosa... urge un chiarimento!

E' difatti un limite del modello 1/f che non converge per la frequenza che tende verso lo zero. Anche nei datasheet degli operazionali, la frequenza minima a cui arrivano i grafici delle densità spettrali legate al rumore è dalle parti di 0,1Hz o 1Hz ma non meno.
Da quanto mi ricordo, per esaminare il rumore su scale di tempo molto lunghe si utilizzano altri strumenti matematici, come la varianza di Allan, che è stata messa a punto per valutare la stabilità sul lungo periodo.

[Piercarlo]

Vale la pena di notare, per il rumore 1/f, che si può anche ragionare (e forse è addirittura meglio) direttamente in termini di periodo (inverso della frequenza) dove diviene evidente che la quantità di rumore è semplicemente proporzionale al tempo entro cui avviene la misura: più è lungo il periodo considerato e più è intenso il rumore rilevato.

[IsidoroKZ]

urge un chiarimento!

In effetti e` proprio cosi`: il modello diverge e il rumore va a infinito! Pero`, come dice Piercarlo, ci va solo dopo un tempo infinito, visto che le frequenze si abbassano.

Supponi di avere 1mV di rumore 1/f fra 1Hz e 10Hz. Per misurare quel rumore serve 1s di tempo (almeno), altrimenti non vedi le frequenze in basso. Supponi di aver cominciato a fare le misure ai primordi dello homo sapiens, 300 000 anni fa, cioe` circa 10^13 secondi fa. La minima frequenza che puoi misurare e` 0.1 pHz (mai trovato prima i picohertz? ), frequenza che e` solo 13 decadi al di sotto di 1Hz, e quindi il rumore che avresti misurato cominciando da allora sarebbe solo di 1mV moltiplicato la radice quadrata di 13, totale 3.6mV.

E` vero che 1/f diverge, ma in modo logaritmico, MOLTO adagio. Se al posto 300000 anni fa avessimo preso l'inizio dell'universo, avremmo aggiunto solo poco meno di cinque decadi, un paio di millivolt!

Bene, ora che spero di aver placato la tua preoccupazione di rumori che divergono, aggiungo che la preoccupazione e` inutile, perche' capitano altri guai!

Oltre al rumore flicker, quando si va a cercare a bassa frequenza, si incontra un altro fenomeno, la passeggiata casuale, che ha una statistica diversa dal flicker. Al posto di un 1/f diventa un 1/f^2 (che per la convergenza e` ancora peggio!). Il confine fra rumore 1/f e 1/f^2 dipende da cosa misuri, ad esempio per l'OP27 e` dalle parti di mezza giornata.

In questo articolo ci sono i risultati di una campagna di misure durate 2 anni, fatte dal mio amico Rubiola. Nella figura 3 si vede bene il cambio di pendenza della deviazione di Allan, che e` orizzontale per rumore 1/f e sale per 1/f^2.

[BrunoValente]

Tutto chiaro!!...ma un dubbio ancora rimane in una situazione un po' perversa ma realizzabile realmente, provo a spiegare.

Immaginiamo il seguente circuito

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

abbiamo un mixer bilanciato con l'uscita collegata ad un analizzatore di spettro.

Su uno degli ingressi del mixer c'è applicato un segnale sinusoidale di 1kHz e sull'altro il rumore 1/f generato dai due resistori in serie di uguale valore ciascuno dei quali è polarizzato da un generatore di corrente continua, anche i due generatori sono uguali, così che in ingresso al mixer non arrivi nessuna componente continua.

In uscita dal mixer abbiamo lo spettro del rumore generato dalle resistenze traslato di 1kHz, quindi sullo schermo dell'analizzatore in prossimità di 1 kHz dovremmo vedere la tensione di rumore generata dalle resistenze a zero Hz andare all'infinito e, correggetemi se sbaglio, in questo modo per effettuare correttamente la misura non occorre aspettare un tempo infinito ma basta aspettare solo 1ms o sbaglio? Lo so che sbaglio ma dove?

[IsidoroKZ]

Avevo capito male la domanda e risposto a caso , poi ho cancellato subito la risposta senza senso!

Si`, intorno a 1kHz vedi il rumore a bassa frequenza, ma e` MOLTO vicino alla frequenza di 1kHz e per vederlo e misurarlo ti ci vogliono tempi lunghi.

Supponi di avere come rumore una continua. Questa determina l'ampiezza della riga a 1kHz all'uscita del modulatore. Ora supponi che al posto di essere una continua, abbia dalle resistenze un segnale che varia molto lentamente (diciamo 1mHz).

Puoi vedere l'uscita del mixer in due modi. Sull'analizzatore di spettro vedi l'ampiezza della riga a 1kHz che cambia con frequenza 1mHz, e quindi devi aspettare per fare la misura.

Oppure immaginare che questo rumore a 1mHz sia una modulazione al segnale a 1kHz e quindi in uscita vai a cercare le bande laterali. Ma in questo caso la risoluzione dell'analizzatore deve essere di nuovo di 1mHz e quindi devi aspettare per fare la misura.

[BrunoValente]

Ok, credo di aver capito, provo a dirlo in un altro modo: se voglio osservare la componente a 1Hz del rumore devo aspettare 1s, se voglio osservare la componente a 0.1Hz devo aspettare 10s e così via, perciò se volessi osservare la componente continua del rumore dovrei aspettare un tempo infinito che corrisponde a dire che in un tempo finito la componente continua del rumore non varia, quindi non c'è.

Di conseguenza nell'analizzatore non vedrei una componente a 1kHz perché per formarsi ci impiegherebbe un tempo infinito, quindi non inizierebbe nemmeno a formarsi, giusto?