rauscharme Spannungsregler

"Eddy Nussbaum"

On Fri, 13 May 2005 08:27:13 +0200, Eddy Nussbaum

Eddy Nussbaum

Nun, die Rauschspannung sollte so gering wie nur möglich sein. Wenn ich 30uVrms kriegen kann ist das gut. Weniger wäre noch besser. Elkos am Adjust-Pin verwende ich bereits.

Ich betreibe damit einen vierkanaligen "Videoverstärker" für eine Infrarotkamera die astronomische Aufnahmen macht. Das Signal wird mit einer Pixelclock von 500kHz und 16 Bit Auf- lösung abgetastet. Die letzte Zeit habe ich den Analogteil rauschoptimiert. Bei unseren Ansprüchen darf aber die Versor- gung nicht ausser Acht gelassen werden.

Am störendsten sind die niederfrequenten Rauschanteile, da höher- frequente Anteile durch weitere Siebglieder direkt an den Opera- tionsverstärkern weggefiltert werden. Die Netzteile sind an sich schon lineargeregelt. Mit den besagten Spannungsreglern erzeuge daraus nochmals individuelle Spannungen zur Versorgung diverser OpAmps.

Ich glaube nicht, dass es zu einer "Riesendiskussion" kommt. Sinnvoll helfen kann mir jeder, der Regler kennt, die der Beschreibung in meinem Posting entsprechen (einstellbar, 1A, Rauschen besser als LM317/LM337).

Ich bin froh, dass es überhaupt eine Reaktion auf mein Posting gab. Meine bisherigen Recherchen ergaben, dass der Markt hier nicht viel bietet.

Die von Manfred vorgeschlagenen Teile liefern leider nur 150 mA. Ich könnte mehrere davon einsetzen. Das Datenblatt des von Oliver vorgeschlagenen LT1963A habe ich schon auf dem Tisch liegen. Fehlt mir jetzt nur noch ein entsprechender Negativ-Regler.

Vielen Dank für alle Tipps.

eddy

Eddy Nussbaum schrieb:

Hochstabile, raucharme Stromversorgung Volker Esper, DF 9 PL UKW-Berichte 2/92 S.81-93

Also digitale und analog Signale in enger Nachbarschaft? Hat Manchen schon extrem motiviert.

Das wäre dann das "Flickerrauschen" (1/f-Rauschen, "flicker noise")

Wenn du an die "Grasnarbe" gehen willst, kommt das einer Neukonstruktion gleich. Bevor du daran Gedanken verschwendest, würde ich die analoge Spannungsversorgung mal durch Batterien(Akkus) ersetzen. Durch Vergleich kann du dann sehen, ob das Rauschen der "üblichen" Regler bei deinem Beispiel wirklich so gravierend ist.

Eddy Nussbaum schrieb:

Am meisten wird das Ausleserauschen durch die Methode des Samplings beeinflusst, also CDS/DSI(gewichtet) und die Integrationszeit. Vermutlich kann man hier mehr erreichen, zB wenn es möglich ist den Pixelclock zu reduzieren.

Für die einzelnen Stufen getrennt einsetzen und im Grunde würde ich auch immer einen R/C oder L/C Filter nachschalten um spikes oder ähnliches auszufiltern. Muss man natürlich so wählen dass man sich nicht wegen dem größeren Innenwiderstand einen Nachteil einkauft. Ich frage mich nur warum tiefe Frequenzen in der Versorgungs- spannung einen größeren Einfluss haben, wo doch Opamps und auch die anderen Stufen eigentlich da einen recht großen Störspannungsabstand haben sollten. Bei der Spannung direkt am Sensor (was ist das denn für einer, ist das obige Sampling schon dort drin?) haben tiefe Frequenzen evtll die meisten Folgen.

Gruß Jens

Natürlich verwenden wir correlated double sampling, anders kann man dem Detector keine vernünftige Information entlocken. Desweiteren betreiben wir aufwendige Filterung/Mittelung sowohl analog als auch digital. Die Pixelclock läßt sich nicht reduzieren, im Gegenteil, wir haben vor, diese auf 1Mhz oder

Was ist DSI?

Alle OpAmps haben bereits LC-Glieder in den Versorgungspfaden. Diese wirken aber nicht bei tiefen Frequenzen, daher kann eine Spannungsquelle mit starkem 1/f-Rauschen nachteilig sein. Mein Gedanke war, die vorhandenen Standard-Regler (LT1086 und LM337) einfach durch hochwertigere auszutauschen. Nicht dass das Rauschen durch die Spannungsregler dominieren würde, aber wenn man hier eine Verbesserung erreichen könnte, warum sollte man es dann unterlassen? Wir arbeiten hier wirklich schon an der "Grasnarbe". Und je höher die SNR, desto schwächere astro- nomische Objekte lassen sich beobachten.

Der Sensor ist ein HAWAII FPA mit 1024x1024 Pixeln. Alles was man ihm an Störungen oder Rauschen über seine Versorgungs- und Bias-Spannungen gibt, bekommt man nahezu ungedämpft über die Videosignale wieder zurück. Diesen Chip könnte man unmöglich mit Spannungsreglern versorgen. Das 1/f-Rauschen wäre uner- träglich. Deswegen wird er sozusagen aus Referenzspannungs- quellen gespeißt.

Sag mal Jens, hast Du mit so Zeug zu tun?

eddy

Eddy Nussbaum schrieb:

Dual slope integration, ist bei kleinen Pixelclocks CDS in jedem Fall vorzuziehen.

Ok, das macht die Sache natürlich klarer. Ich gehe davon aus dass das gesamte Array nondestructive öfters ausgelesen wird. Das macht hier natürlich Sinn und tiefe Störfrequenzen haben beim schnelleren Auslesen noch weniger Einfluss. Bei CCD kann man ja nur einmal auslesen und da muss man dann den Pixelclock kleiner machen und zB die beiden correlierten Pixelspannungen mehrfach abtasten oder eben analog integrieren wie beim DSI. Ich schicke dir über mail mal einen interessanten Artikel aus ccdworld2003 darüber, vielleicht ist das nichts Neues für dich aber schaden kanns ja auch nicht.

Kannst du da einen Typ nennen, würde mich schon interessieren. Gerade bei langen Integrationszeiten ist das ja noch wichtiger.

Ich habe nur hobbymäßig mir mal einige Astrokameras gebaut, finde aber auch das technische sehr interessant.

Jens