Интересующий спектр важен: некоторые очень хорошие усилительные устройства имеют очень высокий уровень шума на частотах ниже 10 Гц.
Стоит рассмотреть два варианта: первый - это биполярные транзисторы для обеспечения полезного усиления перед вторым этапом операционного усилителя.
Почему бы не пойти прямо в операционный усилитель? Они довольно шумные, очень немногие имеют входное шумовое напряжение ниже 1 нВ / рГц, и вы хотите добиться большего.
PNP-транзисторы являются предпочтительными, благодаря их более низкому базовому сопротивлению распространению. Одним примером с хорошей репутацией несколько лет назад был 2SC2547, таблица данных по- прежнему доступна здесь ...
Посмотрите на контуры с постоянным коэффициентом шума на странице 6, которые помогают построить контуры 2 дБ и 4 дБ, но не самые полезные 3 дБ, поэтому вам придется интерполировать их. Но на графике 1 кГц показан минимальный уровень шума при Ic = 10 мА с коэффициентом шума 3 дБ при сопротивлении источника от 10 до 20 Ом - назовите его 15 Ом.
Это означает, что этот транзистор при Ic = 10 мА может быть таким же шумным, как и резистор 15 Ом, с частотой 1 кГц или выше. Кривые примечаний для 120 Гц и 10 Гц позволяют выбрать другую рабочую точку, если важны более низкие частоты.
Шум Джонсона (из Wiki) можно рассчитать как
0,13 * sqrt (R) нВ / рГц.
Таким образом, 0,9 нВ нВ / ртГц будет шумом резистора на 48 Ом, в то время как этот транзистор (или резистор 15 Ом) даст 0,5 нВ / ртГц.
Я использовал его на входных каскадах усилителя микрофона, в типичной конфигурации входа микрофона (длиннохвостая пара, источник тока, питающий оба излучателя, 470R или 1K в каждом коллекторе {питающий операционный усилитель, и он делает то, что говорит на олове.
Менее экзотические PNP-транзисторы, такие как скромный BC214 или новее, тоже могут работать достаточно хорошо.
Второй вариант, если интересующий спектр не включает в себя постоянный ток, - это повышающий трансформатор, чтобы согласовать полное сопротивление источника с шумовым сопротивлением выбранного вами усилителя.
Например, если вы выбираете NE5534A с 3,5 нВ / рГц или импедансом шума 700 Ом, а ваш импеданс источника составляет 1 Ом, вам необходимо коэффициент трансформации сопротивления 1: 700 или коэффициент трансформации напряжения (коэффициент поворотов): 1:26 (кв. (700).
Основное сопротивление трансформатора, конечно же, является источником шума: оно должно быть относительно небольшим витком и проводом большого диаметра, чтобы сдерживать сопротивление (и, следовательно, шум). Сопротивление вторичной обмотки также имеет значение, хотя его шум добавляется поверх повышенного вторичного напряжения.
Согласование импеданса шума позволяет вам получить максимальную производительность от любого усилителя, который вы выберете.