Medições de baixo ruído, parte 2.
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Para contornar o problema com o circuito na coluna anterior, decidi fazer meu próprio testador de ruído na corrente das bases dos transistores. Para começar fiz um esquemático (na figura). Eu o mostrei para várias pessoas. Uma pessoa percebeu que estava violando os limites de modo comum do LM627. Agradeci e acrescentei um par de 1N914 para limitar o modo comum para dentro dos limites. Eu podia ter dito que foi de propósito para ver se alguém estava prestando atenção, mas achei que não estava na hora certa para essas brincadeiras.
Teve gente perguntando se eu não ia alimentar com baterias. "Para medir baixo ruído precisa de alimentação de baixo ruído, certo?" A resposta é não. As fontes modernas são bem quietas e o amplificador (Q1A e Q1B) equilibrado (diferencial) não precisa mais que isso. Fora isso, tem uma excelente rejeição a variações na alimentação.
Daí perguntaram se ia montar numa caixa grande blindada? Não tem necessidade. De fato, eu geralmente uso ele aberto e sem cobertura na bancada.
Normalmente preciso desligar o ferro de soldar para um resultado razoável. Também preciso afastar vários instrumentos cujas fontes irradiam ruído por todo lugar. A primeira coisa a fazer foi colar uma nota avisando para monitorar a saída. Isso porque se a saída saturar no barramento não se deve confiar nas medições. A ressalva seguinte foi de que a resposta em frequencia é indeterminada e depende do layout, mesmo uma fração de pF pode prejudicar o funcionamento.
Nos o energizamos e ele deu medições bem razoáveis. Vimos que o ruído na corrente das bases estava no limite do valor teórico, pelo menos acima de 100 Hz. Estivemos muito ocupados para gastar tempo em fazer o analisador de espectro funcionar em 10 Hz, isso vai ter que esperar. Depois verificamos nas freqüências mais altas. Eu fiz um capacitor de realimentação com uns 5 cm de par trançado (cerca de 2 pF) e fui destorcendo aos poucos.
Na medida que a capacitância diminuía, a resposta foi para mais de 10 kHz, depois para 20 kHz. Isso faz o capacitor ter menos de 1/3 de pF. Fizemos isso usando 3 resistores de 3,32 MΩ em série, para que suas capacitâncias parasitas estivessem em série, e portanto reduzidas. Fora isso, nos fizemos partições com placas de circuito impresso para impedir as capacitâncias parasitas entre entrada e saída. A saída não tem nem visada para a entrada. Para conetar um capacitor de 0,5 pF entre entrada e saída é preciso que ele passe por cima de uma das partições.
Ainda não usamos o resistor de 50 MΩ (feito com 5 resistores de 10 MΩ em série), mas ele vai nos dar uma boa resolução quando os transistores operam com 4 a 12 µA no emissor. Note que esse circuito é em boa parte igual ao que usamos para medir a corrente de base (corrente de polarização) de um amplificador operacional. Mas quando se faz isso fica bem difícil conseguir menos de 0,5 pF entre entrada e saída, por causa da capacitância parasita do soquete, particularmente se usar operacionais duplos ou quádruplos.
Com o operacional pode ser necessário fazer as medições com um dos pinos fora do soquete. Em produção, desenhe o circuito impresso com guardas entre os pinos. Veja a folha do LMC660 para informações sobre técnicas de guarda.
Assim foi confirmado que é possível fazer medições de baixo ruído. Com algum cuidado pode construir um circuito simples usando blindagem moderada. E pode facilmente verificar se tem ruídos de 60 Hz, 120 Hz ou 5 MHz entrando no circuito.
Uma coisa é certa, não se pode confiar cegamente, é preciso estar sempre pensando no que está fazendo. Pelo menos confirmamos que os transistores eram realmente de baixo ruído. A maioria estava perto do limite inferior do ruído medível, com muito poucos mais ruidosos que a maioria.
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O tradutor é técnico em eletrônica, tendo trabalhado com instrumentação industrial, automação e controle de processo, programação de computador e supervisão de equipe de montagem. Fora o português tem fluência total em inglês e sueco. Faz traduções técnicas desde 2005.
Informações de contato se localizam no perfil e em
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