DIN EN 60195-2017 Method of measurement of current noise generated in fixed resistors (IEC 60195 2016) German version EN 60195 2016《固定电阻器产生电流噪声的测量方法(IEC 60195-2016) 德文版本EN 60195-20.pdf

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1、Februar 2017DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEDIN-Normenstelle Elektrotechnik (NE)Preisgruppe 17DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr N

2、ormung e. V., Berlin, gestattet.ICS 31.040.10!%.t“2581181www.din.deDDIN EN 60195Messverfahren fr das Stromrauschen in Festwiderstnden (IEC 60195:2016);Deutsche Fassung EN 60195:2016Method of measurement of current noise generated in fixed resistors(IEC 60195:2016);German version EN 60195:2016Mthode

3、pour la mesure du bruit produit en charge par les rsistances fixes (IEC 60195:2016);Version allemande EN 60195:2016Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 32 SeitenDIN EN 60195:2017-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2016-05-1

4、2 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2017-02-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60195:2014-06. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium GK 613 Widerstnde“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dk

5、e.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 40 Capacitors and resistors for electronic equipment“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.ie

6、c.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf ein Dokument ohne Angabe de

7、s Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils aktuellste Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug geno

8、mmene Ausgabe des Dokuments. Der Zusammenhang der zitierten Dokumente mit den entsprechenden Deutschen Dokumenten ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC berno

9、mmen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60195 Juli 2016 ICS 31.040.10 Deutsche Fassung Messverfahren fr das Stromrauschen in Festwiderstnden (IEC 60195:2016) Method of measurement of current noise generated in fixed resistor

10、s (IEC 60195:2016) Mthode pour la mesure du bruit produit en charge par les rsistances fixes (IEC 60195:2016) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2016-05-12 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter

11、denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Eu

12、ropische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gle

13、ichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Li

14、tauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Co

15、mmittee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2016 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.

16、 Ref. Nr. EN 60195:2016 DDIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 Europisches Vorwort Der Text des Schriftstcks 40/2431/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60195, ausgearbeitet von dem IEC/TC 40 Capacitors and resistors for electronic equipment“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und

17、von CENELEC als EN 60195:2016 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2017-02-12 sptestes Datum, zu dem nationale Normen,

18、die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2019-05-12 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifiziere

19、n. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60195:2016 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60027 (Reihe) ANMERKUN

20、G Harmonisiert in der Reihe EN 60027. 2 DIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 Inhalt SeiteEuropisches Vorwort 2 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen.5 3 Begriffe.5 4 Messverfahren6 4.1 Grundlagen des Rauschens.6 4.1.1 Rauschen 6 4.1.2 Wrmerauschen7 4.1.3 Stromrauschen7 4.2 Messprinzip 8 4.3 M

21、essanordnung9 4.3.1 Vorschlag einer geeigneten Messanordnung .9 4.3.2 Alternative Messanordnung 10 4.4 Anforderungen an die Messanordnung10 4.4.1 Eingangsschaltung10 4.4.2 Trennwiderstand R 11 M4.4.3 Gleichspannungsquelle.11 4.4.4 Gleichspannungsmessgert11 4.4.5 Referenzwiderstand RE.11 4.4.6 Refere

22、nzstromquelle.12 4.4.7 Bestimmung der Referenzspannung 12 4.4.8 Wechselspannungsbandpassverstrker.14 4.4.9 Effektivwertspannungsmesser 15 4.4.10 Prfhalterung.15 4.5 berprfung der Messanordnung 16 4.5.1 Kontrolle des Messgerts und des Wrmerauschens 16 4.5.2 Kontrolle durch den Vergleich wiederholter

23、Messungen 16 5 Durchfhrung der Messung17 5.1 Umgebungsbedingungen.17 5.2 Vorbereitung des Prflings.17 5.3 Verfahren17 5.3.1 Allgemeines.17 5.3.2 Einstellung der Verstrkung17 5.3.3 Messung des Eigenrauschens S .18 5.3.4 Messung des Gesamtrauschens T .18 5.4 Vorsichtsmanahmen 21 6 Bewertung der Messer

24、gebnisse.21 6.1 Term fr den Beitrag des Eigenrauschens 21 3 DIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 Seite6.2 Bestimmung des Stromrauschindex A . 23 16.3 Bestimmung des Stromrauschspannungsverhltnisses CNR . 24 U6.4 Genauigkeit . 25 6.5 Anforderungen. 25 7 Erforderliche Angaben in der entsprechenden Bauel

25、emente-Spezifikation 25 Anhang A (informativ) Formelzeichen und Abkrzungen. 26 A.1 Formelzeichen . 26 A.2 Abkrzungen . 27 Anhang X (informativ) Verweisliste mit Verweisen zur vorherigen Ausgabe dieser Norm. 28 Literaturhinweise 29 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publik

26、ationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen . 30 Bilder Bild 1 Schaltplan einer geeigneten Messanordnung 10 Bild 2 Typische bertragungsfunktion des Bandpassverstrkers 15 Bild 3 Beitrag des Eigenrauschens, f (T S). 22 Tabellen Tabelle 1 Zulssige Grenzwerte fr das Eigenrauschen 16 Tabel

27、le 2 Empfohlene Arbeitsbedingungen 19 Tabelle 3 Zahlenwerte fr den Beitrag des Eigenrauschens, f (T S) 23 Tabelle X.1 Verweisliste mit Verweisen zur 1. Ausgabe dieser Norm 28 4 DIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm legt ein Messverfahren sowie die zugehrige

28、n Prfbedingungen zur Bewertung des Rauschens beziehungsweise der Gre des Stromrauschens in Festwiderstnden aller Art fest. Das Verfahren gilt fr alle Klassen von Festwiderstnden. Zweck ist es, vergleichbare Ergebnisse zur Bestim-mung der Eignung von Widerstnden fr die Verwendung in elektronischen Sc

29、haltungen mit hohen Anforde-rungen an das Rauschverhalten zu ermitteln. Das Stromrauschen in Widerstandsmaterialien resultiert aus der granularen Struktur des Widerstandsmate-rials. Bei einigen Technologien, die homogene Widerstandsschichten verwenden, wird angenommen, dass das Stromrauschen einen H

30、inweis auf Fehlstellen liefert, die als Ursache fr die ungewhnlich schnelle Alte-rung des Bauelementes unter dem Einfluss von Temperatur und Zeit gelten. Das in dieser Internationalen Norm beschriebene Verfahren ist keine allgemeine Spezifikationsanforderung und wird daher angewandt, wenn dies in ei

31、ner entsprechenden Bauelemente-Spezifikation festgelegt ist oder zwischen Kunde und Hersteller vereinbart wird. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die An-wendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verwe

32、isungen gilt nur die in Bezug genommene Aus-gabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (ein-schlielich aller nderungen). IEC 60068-1:2013, Environmental testing Part 1: General and guidance 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folg

33、enden Begriffe. 3.1 Stromrauschen Kombination aller Zufallsschwankungen des durch einen Widerstand flieenden Stromes, die nicht auf die thermische Bewegung der Ladungstrger (Wrmerauschen) zurckzufhren sind und die vom angelegten Gleichstrom abhngen 3.2 Stromrauschindex A1logarithmischer Index des Ve

34、rhltnisses von Effektivwert der Leerlauf-Stromrauschspannung in einer Frequenzdekade, in V, zu angelegter Prfgleichspannung, in V, der als Kennzahl fr das Rauschen eines individuellen Widerstands verwendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Der Stromrauschindex wird in dB angegeben. Da das Verhltnis V/V

35、in diesem Index nicht bercksichtigt wird, betrgt sein Wert 120 dB weniger als der mathematische Stromrauschindex A1. Dieser praktische Index entspricht der Historie frherer Revisionen dieses Verfahrens. 3.3 mathematischer Stromrauschindex A1 logarithmischer Index des Verhltnisses von Effektivwert de

36、r Leerlauf-Stromrauschspannung in einer Frequenzdekade zu angelegter Prfgleichspannung, der in gleichen Einheiten und deren Vielfachen ange-geben wird Anmerkung 1 zum Begriff: Der mathematische Stromrauschindex wird in dB angegeben. Dieser Index wurde fr die mathematische Ableitung der betrachteten

37、Parameter eingefhrt. 5 DIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 3.4 Stromrauschspannungsverhltnis CNRUVerhltnis von Effektivwert der Leerlauf-Stromrauschspannung in einer Frequenzdekade zu angelegter Prf-gleichspannung, angegeben in V/V, das als Kennzahl fr das Rauschen eines individuellen Widerstands ver

38、wendet wird 3.5 Funkelrauschen rosa Rauschen in den meisten elektronischen Bauelementen auftretende und blicherweise mit den inneren Eigenschaften des jeweiligen Bauelements verbundene Zufallsschwankung, die gleichstromabhngig ist und deren spektrale Leistungsdichte umgekehrt proportional zur Freque

39、nz ist 3.6 Rauschen Zufallsschwankung in einem elektrischen Signal mit Momentanwerten der Spannungsamplitude, die aufgrund der zuflligen Verteilung der Werte nur in Form von Wahrscheinlichkeitsaussagen vorausgesagt werden kann 3.7 Schrotrauschen temperaturunabhngige Zufallsschwankung eines elektrisc

40、hen Stroms, die darauf zurckzufhren ist, dass sich der flieende Strom aus einzelnen Ladungstrgern zusammensetzt, und deren spektrale Leistungsdichte ber das gesamte Frequenzspektrum nahezu konstant ist 3.8 Wrmerauschen Zufallsschwankung, hervorgerufen durch die thermische Bewegung der Ladungstrger (

41、blicherweise der Elektronen) in einem elektrischen Leiter bei thermodynamischem Gleichgewicht, die unabhngig von einer angelegten Spannung ist und deren spektrale Leistungsdichte ber das gesamte Frequenzspektrum nahezu konstant ist Anmerkung 1 zum Begriff: Das Wrmerauschen wird auch als Johnson-Raus

42、chen oder als Nyquist-Rauschen be-zeichnet. 4 Messverfahren 4.1 Grundlagen des Rauschens 4.1.1 Rauschen Das Rauschen tritt als eine spontan schwankende Spannung en(t) mit Momentanwerten der Spannungsamp-litude auf. Die Rauschspannung ist eine statistisch unabhngige Zufallsvariable, bei der fr die me

43、isten Rauscharten die Amplitudenfrequenzverteilung einer Gauschen Verteilungskurve entspricht. Daher kann die Rauschspan-nung nicht vorausgesagt werden, auer in Form von Wahrscheinlichkeitsaussagen. Im Allgemeinen sind nicht die Momentanwerte der Spannungsamplituden, sondern deren zeitlich gemittelt

44、er“ Wert von wesentlichem Interesse. Das blicherweise verwendete und in dieser Internationalen Norm bernommene Amplitudenma ist der in einem bestimmten Frequenzdurchlassbereich ermittelte Effektivwert der Spannung En. 6 DIN EN 60195:2017-02 EN 60195:2016 4.1.2 Wrmerauschen Das Wrmerauschen eines Wid

45、erstands tritt als eine schwankende Spannung auf, die durch die zufllige, thermisch angeregte Bewegung von Ladungstrgern verursacht wird und in allen Widerstnden vorkommt. Der Effektivwert der an den offenen Anschlssen eines Widerstands auftretenden schwankenden Spannung, der von dem Messgert angeze

46、igt wird, kann unter Anwendung der Nyquist-Gleichung berechnet werden: = =2th th4Ee kTRfDabei ist Ethder Effektivwert der Wrmerauschspannung in einer gegebenen Bandbreite; ethder Momentanwert der Wrmerauschspannung in einer gegebenen Bandbreite; k die Boltzmann-Konstante, k 1,38 1023J/K; T die absol

47、ute Temperatur; R der Widerstandswert; f die effektive Bandbreite des Bandpassfilters fr das betrachtete Frequenzband. Das Wrmerauschen des zu prfenden Widerstands kann nicht vernachlssigt werden, weil es hufig eine Hauptursache fr Strungen der Messung ist. 4.1.3 Stromrauschen Ein durch einen Festwi

48、derstand flieender Gleichstrom bewirkt einen Anstieg des beobachteten Gesamtrau-schens auf einen Wert, der ber der Gre des Wrmerauschens liegt. Unabhngig von der Art seiner Ent-stehung wird dieses zustzliche Rauschen als Stromrauschen bezeichnet. Et2= Eth2+ Ec2Dabei ist Etder Effektivwert der Gesamt

49、rauschspannung in einer gegebenen Bandbreite; Ethder Effektivwert der Wrmerauschspannung in einer gegebenen Bandbreite; Ecder Effektivwert der Stromrauschspannung in einer gegebenen Bandbreite. Somit ist das Stromrauschen die geometrische Differenz zwischen dem Gesamtrauschen und dem Wrme-rauschen. Ec2= Et2 Eth2Der Effektivwert der Stromrauschspannung je 1-Hz-