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LTSPICE Calcolo rumore termico

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[1] LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto Utentegdiisimone » 18 feb 2022, 15:29

Stav cercando di capire come funziona il calcolo del rumore termico su LTSPICE studiando questo semplice esempio.
Ecco in particolare a pag.3 si dice che la densità di rumore termico di R1 è 6.4nv/sqrt(Hz) eff., mentre se uso la classica formula Vn_eff/sqrt(Hz)=sqrt(4KTBR) mi viene a 300 gradi K un valore efficace pari a 12.6nV/sqrt(Hz). Dove toppo ? :oops:
Grazie a chi vorrà darmi delucidazioni in merito
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[2] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto Utentegdiisimone » 18 feb 2022, 17:04

scusate Vn_eff/sqrt(Hz)=sqrt(4KTR)
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[3] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 18 feb 2022, 19:45

Bella domanda...
abbiamo un sqrt(2) di troppo....
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[4] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 18 feb 2022, 20:15

Prova a simulare questo:

Codice: Seleziona tutto
V1 N001 0 5
E1 REF 0 N002 0 1
R1 REF2 N002 10k
R2 REF2 N001 5k
.noise V(REF) V1 dec 100 1 100k
.backanno
.end


Vedrai che i numeri tornano tutti
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[5] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 18 feb 2022, 20:45

Mi vien da dire che ai fini del rumore le due R sono in parallelo quindi come una che vale la metà, quindi i 9,1nV/sqrt(Hz) ci stanno tutti.
Il loro effetto si somma RMS, quindi anche i 6,4nV/sqrt(Hz) (a ritroso!!) tornano sqrt((9,1^2)/2)=6,4
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[6] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto Utentegdiisimone » 18 feb 2022, 22:10

Grazie :-P
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[7] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 18 feb 2022, 22:12

Prego, ma rimangono dei dubbi importanti!
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[8] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto Utentegdiisimone » 19 feb 2022, 8:12

Proverò a capirci meglio facendo qualche simulazione
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[9] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtentedrGremi » 19 feb 2022, 8:54

Se per questo ltspice ignora i transistor in parallelo (devi allargare la larghezza di canale).
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[10] Re: LTSPICE Calcolo rumore termico

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 20 feb 2022, 11:38

Riflettendoci un attimo LTSpice (ovviamente) fa i conti giusti.



Le due resistenze dello schema sono in parallelo non c'è motivo di correlazione fra le due, quindi sommiamo (in modo pesato) la potenza di rumore generata (densità di potenza):

S_p=S_1\left(\frac{R_2}{R_1+R_2}\right)^2+S_2\left(\frac{R_1}{R_1+R_2}\right)^2

e con i valori forniti di 10k, a 300K abbiamo per SR1 (l'altra è uguale)

S_{R1} = 4 \;1,38 \;10^{-23} \; 300 \;10k \left(\frac{10k}{10k+10k}\right)^2 =
= 1,656 \; 10^{-23} \; 0,25 = 4,14 \;10^{-17}

facendo la radice quadrata otteniamo
\sqrt{ 4,14 \;10^{-17}} = 6,4 \; nV/Hz^{\frac{1}{2}}

Quanto riportato da LTSpice.

Se provi con 2 resistenze da R1=5k e R2=10k trovi:
S_{R1} = 8,28 \; 10^{-17} \; 0,444 = 3,68 \;10^{-17}
S_{R2} = 1,656 \; 10^{-16} \; 0,111 = 1,84 \;10^{-17}

Prendendo la radice quadrata otteniamo:
Vn_{R1} = \sqrt{3,68 \;10^{-17}} = 6,07 \; nV/Hz^{\frac{1}{2}}
Vn_{R2} = \sqrt{1,84 \;10^{-17}} = 4,29 \; nV/Hz^{\frac{1}{2}}

Cioè quanto trova LTSpice:
Allegati
LTSpiceRPnoise.PNG
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