Другой вопрос, который я задал о шуме блока питания, подтолкнул меня к этому вопросу.
Предыстория такова: у меня конструкция с ФД (фотодетектором) и ОУ на средней частоте (пара сотен КГц). Я пытаюсь проверить свой дизайн, когда он вернется. Я смотрю на шум источника питания, шум питания операционного усилителя и выходной шум операционного усилителя. Я понял, что это нечто большее, чем просто прикосновение к зонду. Люди говорят о силовых петлях, специальных кабелях и т. д.
Через две недели я сделаю еще одну плату, и я хотел спросить, если вы разрабатываете свою плату сейчас, какие контрольные точки или элементы вы размещаете на своей плате, чтобы можно было точно измерить шум. Мы говорим о сигналах типа <20 мВ.
Бонусный вопрос: выход операционного усилителя подключен к АЦП процессора. Могу ли я просто запустить АЦП и построить его, чтобы получить более глубокое понимание шума по сравнению с подключением моего дешевого осциллографа?
Шум трудно измерить, и амплитуда , которую вы видите на своем прицеле, является лишь первым признаком уровня.
Вы хотите измерить абсолютный уровень шума или просто сравнительный? В последнем случае прицел мог бы быть хорошим инструментом, но при данных уровнях средний прицел за 500 долларов сам по себе будет иметь столько шума, что любое измерение становится фактически бессмысленным. Для этого вам понадобится высококачественный прицел + те же зонды.
Сложность измерения шума заключается в том, что он имеет непрерывный энергетический спектр с широкой полосой пропускания (непрерывный спектр затрудняет отделение шума от сигнала, могут работать режекторные фильтры). В идеале вы измеряете энергию шума посредством преобразования среднеквадратичного значения в постоянное . Это не для слабонервных, так как ваш преобразователь RMS-to-DC должен быть очень чувствительным из-за низких уровней и широкополосности. И, конечно же, быть малошумным! Жидкий азот помогает :-).
В любом случае абсолютное отношение сигнал/шум не так просто, как чтение амплитуд.
Обычно вы проектируете некоторые части на первых вращениях доски, чтобы помочь измерить такие вещи. Будьте щедры с местами для байпасных колпачков и фильтров и поместите, например, коаксиальные контакты SMA в ключевые места в сигнальной цепи, но поместите их со съемным резистором SMD 0 Ом в Т-образном переходе, чтобы шлейф не повлиял сигнальная цепочка, если она не используется.
Для низкочастотных сигналов вы можете подключить его непосредственно к осциллографу, но у коаксиальных кабелей SMA есть хорошая особенность, заключающаяся в том, что некоторые из щупов со встроенным в наконечник проводом заземления могут быть вставлены в центральное положение коаксиального разъема, а Заземляющий провод будет или может быть сделан так, чтобы он касался экрана. Обратите внимание, что для достижения наилучших результатов с щупом он должен быть активным, и тогда сам щуп будет стоить 3000 долларов :/
С фотодиодами и трансимпедансными усилителями у вас есть проблема, заключающаяся в том, что для типичной установки (вы не указываете свои параметры ..) у вас есть только пара микроампер и усиление трансимпеданса в несколько сотен тысяч. Вставка элементов на стороне PD операционного усилителя, да и просто наличие дорожек печатной платы поблизости, может нарушить вашу точность и уровень шума. Покрытие, устойчивое к припою, например, имеет не бесконечное сопротивление.
Поэтому, если вы можете контролировать усиление АЦП и знаете, что разработали очень хорошую схему АЦП (ее можно протестировать отдельно, например, с отдельными коаксиальными входами SMA), вы можете использовать ее в качестве замены пробника, да, если частота дискретизации достаточно высок. Это хорошее решение, которое откладывает необходимость в более дорогом прицеле (вы можете взять его напрокат, если он вам когда-нибудь действительно понадобится).
Stevenvh прав в том, что шум очень трудно измерить, но я хотел бы указать на другую точку зрения.
Единственный случай, когда шум действительно важен для вас, — это когда он влияет на ваши показания. Это означает, что вы можете просто взять входной сигнал АЦП, передать его компьютеру, а затем выполнить с ним некоторые математические операции. Я не совсем в курсе вашего проекта, но я предполагаю, что вы «знаете», какой сигнал вы получаете.
Вы можете получить показатель SNR, рассчитав среднюю мощность вашего сигнала, а затем, чтобы получить свой шум, просто вычтите известный сигнал из вашего сигнала АЦП, найдите мощность результирующего шума, а затем разделите их. Большинство систем имеют тенденцию преобразовывать это в шкалу дБ. Это ничего не скажет вам о том, из какой части системы исходит шум, но позволит вам получить представление о том, насколько хорошо ваша система будет работать в целом.
Откровенный
Кортук