Измерение шума как В/√Гц устарело?

Нет, V/rtHz по-прежнему имеет значение.

Я подозреваю, что вы совершаете ошибку, думая, что выборка с частотой 1 Гц уменьшает полосу пропускания входного сигнала. Это не так, он просто занижает его.

Теперь, если ваш источник шума действительно широкополосный, то ограничитель 20 МГц уменьшит его амплитуду. Если это не так, это говорит о том, что полоса шума ограничена чем-то менее 20 МГц. Что согласуется с моим пониманием лавинного эффекта стабилитрона.

Создайте RC-фильтр с частотой 1 кГц и повторите попытку.

Измерения шума сильно зависят от метода измерения прибора.

Результаты будут меняться в зависимости от настроек режима сбора данных > реального времени, MemDepth и Sinx/x.

DSO не интегрирует сигнал равномерно во временном интервале между выборками, поэтому он не снижает уровень сигнала при изменении скорости развертки или частоты дискретизации.

Поэтому вы должны понимать, что значит иметь$V/\sqrt{Hz}$от стабилитрона, прежде чем вы предложите, что нам нужен другой метод.

Таким образом, ваш шум Зенера постоянен, а интерпретация измерений неверна.

РЕДАКТИРОВАТЬ из недавней схемы, Мощность случайного шума, я оцениваю по спецификации TL081 BW = 3 МГц с Vpp / 8 = Vrms, затем возьмите Pd = Vrms ^ 2 / R для R = 200k и плотность шума как N = Pd / √BW, таким образом, дБ / Гц = 10 log (Vrms²/R * 1/√BW) [дБ/Гц]

Анализатор спектра использует регулируемую, но фиксированную полосу пропускания по ПЧ для развертки, но случайный шум можно дополнительно уменьшить с помощью полосы пропускания видеофильтра.

В других измерительных приборах, таких как хроматография и спектроскопия, производители склоняются к определению коэффициента достоверности.$t_a$и/или относительное стандартное отклонение RSD со стандартным отклонением STD и средним значением, где$RSD=\frac{\sigma}{\bar{x}}$

Мы знаем, что усреднение цифровых выборок со случайным шумом снижает стандартное отклонение на$\sqrt n$. Это эквивалентно увеличению значения интеграции выборки или уменьшению √bandwidth, что по-прежнему справедливо для В/√Гц, но не применяется к вашим частотам дискретизации. Прибор специально разработан для максимальной полосы пропускания сигнала для захвата переходных процессов.

Вам решать, как ограничить полосу пропускания сигнала. Если этот сигнал превышает 1/2 частоты дискретизации, когда вы выбираете частоту ниже максимальной, вы можете ожидать появления ошибок наложения на повторяющихся сигналах и незначительного изменения уровня шума Зенера или его отсутствия. Эти типы АЦП с регулируемой скоростью с регулируемой полосой пропускания и скоростью преобразования используют методы интегрирования и преобразования дампа (IDC) и не так быстры, как измерения S&H SAR или Flash ADC, используемые в DSO.

Именно эта функция позволяет нарушить закон Шеннона за счет широкой полосы пропускания сигнала и малой длительности выборки, но при низкой частоте выборки. т.е. длительность выборки и разрешение АЦП определяют полосу пропускания за пределами частоты выборки.

Разная деталь.

Время выборки или интервал должны удовлетворять пределу Шеннона, чтобы можно было ожидать безошибочных результатов и соответствовать точности прибора. Это означает, что для неопределенности$10^{_-x}$используя разрешение$10^{_-y} ~$где$~^{y > x}$или в логарифмическом выражении неопределенность равна$-10x ~~$[дБ] Это означает, что шум в аналоговой полосе пропускания, B должен быть меньше этого значения, которое включает теорему Шеннона о дискретизации для затухания сигнала в полосе частот. Таким образом, хотя некоторые DSO регулируют B, чтобы предотвратить искажение алиасинга при более низкой частоте дискретизации, ваш, очевидно, этого не делает. Таким образом, время выборки по-прежнему мало (по отношению к фильтру Шеннона-Найквиста B), что позволяет проводить измерения с широкой полосой пропускания даже при длительных интервалах выборки.

Настоящая ошибка, которую вы здесь совершаете, заключается в том, что вы смешиваете понятия статистики выборок и величины мощности сигнала, которую представляют эти выборки. SNR по определению представляет собой отношение мощности сигнала к мощности шума.

Статистика выборки зависит только от PDF (функции распределения вероятностей) сигнала, а не от чего-либо, связанного со временем, например, от полосы пропускания или частоты дискретизации, как вы заметили.

Но чтобы что-то сказать о мощности шума, нужно добавить информацию о его ширине полосы, а этого из статистики временной осциллограммы вы не получите. Вам необходимо выполнить анализ в частотной области (например, БПФ), чтобы определить PSD (спектральную плотность мощности) сигнала.

PSD измеряется в ваттах/Гц, и если вы хотите думать об этом с точки зрения напряжения или тока, вам нужно помнить, что мощность пропорциональна вольтам в квадрате или амперам в квадрате, поэтому вы в конечном итоге говорите о вольтах/ √Гц или ампер/√Гц.

Это действительно подразумевается в математике и не имеет ничего общего с каким-либо конкретным методом измерения. Но вам нужно понимать, как проводимые вами измерения соотносятся с теорией.

Просмотрев ответы, я убедился, что на самом деле это одно и то же, просто выраженное по-разному. Я не уверен в ваттах/Гц, но определенно для простой амплитуды шумового сигнала нет существенной разницы между В/√Гц и статистическим представлением μ, σ. Это всего лишь две стороны одной медали.

Победоносное доказательство было получено из шумного объяснения цифрового осциллографа от EEVblog Dave . Посмотрите около 6 мин 50 с. Шум уменьшается по мере уменьшения глубины памяти. Это то, что вы ожидаете статистически, и то, что я нашел с моим Rigol. Он использовал модель серии Tek 3000, которая стоила значительно дороже. Полоса пропускания на DSO на самом деле тесно связана с частотой дискретизации в соответствии с теорией выборки Шеннона. Таким образом, полоса пропускания 20 МГц фактически представлена ​​частотой дискретизации 40 Мвыб./с. Фундаментальный пункт моего аргумента заключается в том, что 40 миллионов образцов могут быть взяты за любой период времени. Пиковое шумовое напряжение будет одинаковым.

Интуитивное объяснение таково: простая полоса измерения не может быть фактором уровня шума, так как это означало бы, что лавинный эффект моего диода зависит от пластикового осциллографа и подсоединенных к нему резиновых проводов. Это противоречит интуиции. Характеристика лавинного шума диода, безусловно, должна зависеть только от изготовления диода, его температуры и протекающего тока. Не то, что комплект у меня в комнате рядом с ним. Статистическая модель соответствует этому критерию.

Модель μ и σ лучше подходит для моей ситуации. Со средним значением 2,30 В и стандартным отклонением 162 мВ я хочу рассчитать максимальное ожидаемое шумовое напряжение с достоверностью 99% (100 выборок за любой период времени). Это элементарная статистика, которая приводит к ожидаемому показателю шумового напряжения 2,72 В. Я не вижу способа рассчитать эту величину, используя старую (устаревшую?) модель В/√Гц, поскольку у меня нет частоты, а есть только количество отсчетов.