2025年7月11日金曜日

【回路】1/fノイズと薄膜抵抗

走る距離を600m→1kmに延ばしました。共済病院〜中里橋の折り返しです。

走った後はノムネンというルーチンが定着しつつあるのには予想通りと言う他ありません。ダイエット目的で走ってるわけじゃないのでカロリー帳消しとかは気にしないけど、このままじゃノムネンの虜になっちゃう。此処にノムネンがあるのが悪い。近ごろは麦焼酎が好き。

今日は金曜日だろうか?
明日は基板をもう一枚手マウントしよう。

今日初めて実感した回路の深イイハナシをするなり。

去年就職して以来、low noise amp設計のために日夜悩んでいるわたしです。

半導体には1/fノイズといって、10HzからDCにかけてドーンと上昇してゆく巨大ノイズがある。これをなんとか出来ないかなぁと思って、発生源を特定する作業をやってたの、さっき。スペアナは持ってないから、自作ADC+FFTで1/fノイズを観測する。2nV/rtHzぐらいまで測れる。

そしたらノイズ源が半導体ではなくて、初段アンプの入力についた100Ωの抵抗だった。熱雑音は100Ωだと1nV/rtHzぐらいだ。1/fノイズはその10倍ぐらいあるゲロ。
抵抗が原因なんだけど、なぜか、1/fノイズが出たり引っ込んだりするんだ。そんな馬鹿な事ってあるかと原因を探す。

1/fノイズの発生メカニズムは、移動する電子が結晶欠損に衝突するからだ、などと云われる。つまり、熱雑音とは異なり、電流性雑音なわけ。
そこで、100Ωに電流を流したら1/fノイズが出るかどうかを確かめたら、出たり引っ込んだりするんだよ。

まぁ原理からすれば当たり前だなと、不明を恥じる。

電流性雑音といえば、先日digikeyで買った特別な100Ωを持ってるんだよね。
その名は「薄膜抵抗」。
通常の抵抗はメッキで作られているんだと思う。
薄膜抵抗はスパッタ成膜されていて、均質で格子欠陥が少なくノイズ少なめっていうスペシャル抵抗なのね。

初段抵抗を薄膜に変えてみた。
うぉぉ、1/fノイズが消えた。
20Hz以下がスカッとフラットになった。(少し残ってるか)
薄膜抵抗スゲェ。
薄膜抵抗の価格は10倍です。¥0.1が¥1になるぐらいの価格インパクトはある。

ーーーー
いま、1nV/rtHzのセカイを見てる。

むかし、伝送線路を15万km/hで進行するpulse波形が反射する様を見てた。「リターンロスってクソだなぁ」と実感した。

教科書でしか垣間見れないセカイかと思いきや、自作systemでも見ようと努力すれば見えるものである。

回路の深淵を覗く。

かしこ

22 件のコメント:

  1. どくしゃ 1kmがじょうげんで 天候でやめる口実をよくつくるようになります おいら保証 まず 30日つづかない

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    1. 雨降ったら走らない
      疲れた日は600m

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    2. というか、走ってみないと疲れてるのかどうかわかんないものよね

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  2. どくしゃ こんばんは 走るのは挫折して 1km歩行しました
    医者いわく「まあ、15分歩くだけでも」
    軽くできそうである <ー毎日がむずかしい

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    1. 15分歩くだけでもいいなら毎日アキバでパーツ買えばいいじゃん
      中央通りを末広町まで歩けばいいじゃん
      たまにaitendo

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  3. 読者 既出ですが 日米で1650円でブラウン管オシロを買いました
    画面で 時計の表示ができますー>ブラウン管が焼き付く危険

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    1. 緑の開発CRT
      もれなく左上がカーソルで焼き付いてた

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    2. 読者 こんなに明るさめいっぱいにしているとブラウン管やきつくよと 蒲田の電子工学院専門学校だったひとがいっていた
      おそらく ひらりんさま 電子工学実習の講師予定
      「はい今日の実験は0.5ミリピッチのはんだづけです」

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    3. 初期の液晶TVも焼き付いてたのには困りました(機種により)

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    4. ウチにある古い液晶モニタ(1024x768)も、
      ・見事に「ビネガー化」
      してますね。。。。
      (コワいので、そのまま放置してある。)
      ※やはり、液晶モニタも「熟成モノ」に限る(ヲイヲイ

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    5. 何を改善したのか、液晶は焼き付かなくなってエライです

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    6. 神奈川県人
      焼き付く液晶はプラズマ液晶(富士通開発)だったと思います。
      今の液晶は光が通るか通らないかで映像を表示しているので焼付きは起きません。
      有機ELは焼付きしますので注意しましょう。

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    7. 有機はなかなか難しいみたいですね
      自発光有機の大画面TVはまだ出てないんでしたかな

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  4. >回路の深淵を覗く。
    我々が、「回路の深淵を覗いて」居る時、同時に、
    ・回路から「覗かれている」のである・・・
    ※「回路から覗かれている」って、どういうことなんだろうか?
    「見るだけ」で、「電撃を受ける」とか。
    ・覗いたら、お仕置きだっちゃ!
    (ってラムちゃんかよ・・・ヒィー!!)

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    1. マクスウェルさまご無沙汰しております

      回路を流れる信号はヘタレでショボいです

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    2. どくしゃ マクスウェルの方程式がさっぱり理解できない
      以前にたどりつく までの 微分積分忘れている
      教科書をみても途中を省略してあるから予備校みたいな参考書あれば 1ページで挫折しそうである

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    3. ∇ div rot ∆ ←外字

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    4. > ∆ ←外字
      いや、普通に表示されてますけど・・・

      >マクスウェルの方程式がさっぱり理解できない
      ああ、アレは「インチキ」なので、理解する必要ないです。
      「四元数」辺りさえ理解できてれば、モーマンタイです(ヲイヲイ

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    5. 個人的には、
      ・四元数が先にあって
      ・(現在の)マクスウェルの方程式は、後から出来た
      (ベクトル解析のほうが後に出来た)
      と聞いて、スゲー驚いたことを覚えています。
      ※しかも、人によっては、「ベクトルで説明できないので、四元数を作った」とか、
      ・全くのインチキ
      言ってる人も居るし・・・(ネットはウソだらけ)

      ※まぁ、「四元数」が広まると「困る勢力」の、陰謀なんでしょうね・・・
      とは言いつつ「CG辺りから」こっちのほうが、イロイロと都合が良い事がバレ出して来ているので、そのうち、
      ・すべて四元数で記述した、物理方程式
      とか、登場するでしょう・・・
      ※個人的には、実はこの世界は「虚数」で出来ていると思ってるので、コレが「正しく世界を記述する」ような気がしています。

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    6. マクスウェルさんが書いた論文は4元数で書かれてて読みづらくてなんだかなーだったのを、ヘルツさんがあの4本の方程式に簡略化して普及したんだとかなんとか

      マクスウェルさんには仕事で何10年間もお世話になってます

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  5. やっぱ電気屋さんもフォノンを勉強しないとだめですかね。

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    1. 格子に当たったら負けというセカイ系

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