Wie kann man das SNR für einen Verstärker mit extrem niedrigem Eingangssignal charakterisieren?

Ihr Verstärker hat durchschnittliche Rauscheigenschaften, das Problem ist, dass Ihr Signal sehr, sehr schwach ist. Der Verstärker ist nur für den Rauschanteil des SNR verantwortlich, hat also kein "schlechtes SNR", sondern ein "schlechtes eingangsbezogenes Rauschen".

Um ein besseres SNR zu erhalten, können Sie Ihr Signal entweder verstärken, ohne Rauschen hinzuzufügen, oder das Rauschen reduzieren.

Da das Verstärken ohne Hinzufügen von Rauschen eine ziemliche Aufgabe ist, würde ich sagen, dass Sie nach einem rauscharmen Operationsverstärker suchen sollten. Ein kurzes Googeln brachte mich direkt auf die Low-Noise-Amp-Seite von TI . Wie Sie sehen können, gibt es sub$\frac{nV}{Hz}$Verstärker, was ein guter Anfang sein kann.

Bitte beachten Sie, dass Sie bei einem schmalbandigen Tiefpasssignal (z. B. EEG) auch Flickerrauschen und Offset berücksichtigen müssen. Wenn dies ein Problem ist, sollten Sie wirklich auf einen Instrumentenverstärker umsteigen, der einen Chopping-Modulator oder zumindest eine Auto-Zero- oder eine korrelierte Doppelabtastungs-Eingangsstufe enthält. Dieser erste Verstärker kann Ihnen helfen, Ihr Signal um etwa 40 dB zu verstärken. Sie können dann eine weitere Stufe hinzufügen, um den Rest der Verstärkung hinzuzufügen. Bitte beachten Sie, dass in einem mehrstufigen Verstärker die erste Stufe in Bezug auf das Rauschen die wichtigste ist, dh Ihre zweite Stufe kann viel lauter sein als die erste.

Ihre CMRR-Gleichung ist falsch. CMRR ist nicht dasselbe wie Signal-zu-Rauschen – und hat tatsächlich wenig damit zu tun (obwohl ein schlechtes CMRR zu Rauschen führen kann).

Beim Bau eines Differenzverstärkers wie EEG gibt es zwei Verstärkungsmodi (kein formal korrekter Begriff) - es gibt eine Differenzverstärkung, Ad, die Sie wollen, und eine Gleichtaktverstärkung (Ac), die Sie nicht benötigen T.

CMRR ist 20log10(Ad/Ac), und Sie möchten, dass dies eine große Zahl ist. Um die Gleichtaktverstärkung zu erhalten, legen Sie das GLEICHE SIGNAL in beide Eingänge Ihres Verstärkers. Angenommen, Sie legen eine 100-mVolt-Sinuswelle an beide Eingänge an. Idealerweise ist Ac null und CMRR unendlich. Nehmen wir jedoch an, Sie erhalten eine Sinuswelle von 1 mVolt. Jetzt ist Ac 0,01. Bei einer Differenzverstärkung von 10000 beträgt CMRR dann 20log10 (10000/0,01), und Sie haben 120 dB CMRR. Bevor Sie fragen, ja, die Erhöhung der Anzeige erhöht normalerweise CMRR, fast per Definition.

Die EINZIGE Möglichkeit, CMRR zu messen, besteht darin, dasselbe Nicht-Null-Signal in beide Differenzeingänge Ihres Verstärkers einzugeben und den Ausgang zu beobachten.