Ресурсы по шумовым схемам

Когда я проходил курс проектирования радиочастотных ИС, я был очень разочарован шумовой частью курса, в частности расчетом приведенного к выходу шумового напряжения, коэффициента шума усилителя и т. д. Похоже, вы должны уметь применять базовую схему принципы теории, такие как законы Кирхгофа. Тем не менее, я не совсем уверен, что вам разрешено это делать, и я не чувствую, что мой класс прошел достаточно глубоко, чтобы я мог понять.

Возьмите текущий закон Кирхгофа. Он основан на идее, что в цепи не может быть ни источников, ни стоков тока. Сумма всех токов в узле должна быть равна нулю (равное количество тока покидает узел и входит в него). Проблема в том, что источники шума случайны. Таким образом, концепция тока, протекающего «в» узел, на самом деле не имеет смысла, потому что то, втекает ли он в узел или выходит из него, является случайным, и у меня сложилось впечатление, что источник шумового тока не будет иметь направления/знака, в отличие от источника тока. традиционный источник тока.

Либо... А) Мое понимание полностью ошибочно? Назначаем ли мы знаки источникам шума, как и всему остальному, и применяем ли регулярную теорию цепей? (Я сомневаюсь, что это правильный ответ.) Или... B) Нужно ли переформулировать теорию цепей при работе с источниками шума? Итак, будут ли правила, подобные законам Кирхгофа, другими? Если да, есть ли какие-либо ресурсы, которые точно описывают, как это работает? Я не смог найти ничего удовлетворительного, но, возможно, я не так хорошо гуглю, как я когда-то думал.

Ответы (2)

Источники шума не сильно отличаются от источников переменного тока. Большинство источников переменного тока, усредненных по времени, имеют нулевое среднее значение, но мы по-прежнему анализируем схему, аналогичную цепи постоянного тока. Разница в том, что нам нужно учитывать частоту сигнала. Получите удобный анализ цепей в частотной области. Графики Боде делают вещи более понятными, поскольку источники белого шума имеют частотное содержание на каждой частоте , но только в среднем.

Объяснять, как анализировать шум в цепях, слишком долго для одного поста, но есть хороший ресурс. Отличным источником для изучения того, как анализировать случайные источники, являются методы шумоподавления Генри У. Отта. Я использовал методы, описанные в этой книге, для разработки систем, измеряющих нВ и УФ.

введите описание изображения здесьИсточник: http://www.hottconsultants.com/book.html

Вот пример схемы: шумный датчик, шумный прецизионный каскад усиления, шумный фильтр нижних частот и шумный АЦП. Комбинированный шум составляет 13 мкВ. Математика использует RSS Root Sum Square. Источники токовых шумов не моделируются.

Rsensor составляет 200 Ом, как вы бы получили от тензометрического моста.

Модель OpAmp аналогична OPA-211, с внутренним сопротивлением шума 62 Ом (плотность шума ровно 1 нановольт/rtHz); имеет 101 Ом на землю и 100 000 Ом обратной связи, что обеспечивает 1000-кратное усиление по напряжению.

Без RC LPF частотная характеристика операционного усилителя (при требовании усиления 60 дБ) с F3 дБ около 100 кГц приводит к тому, что шумы достигают пика около 50 кГц: общий интегральный шум датчика 460 мкВ (помните, что это 200 Ом); Общий интегральный шум 325 мкВ для Rg 101 Ом относительно земли; общий интегральный шум 257 мкВ для внутреннего сопротивления операционного усилителя 62 Ом; Сопротивление обратной связи и входного резистора АЦП составляет около 10 мкВ каждый. RSSing все это, БЕЗ RC LPF, шум В АЦП составляет 620 мкВ.

При включенном RC LPF RSS значительно снизился до 13 мкВ RMS. Конечно, полоса пропускания упала до постоянного тока -- 10 Гц (16 кОм и 1 мкФ).

введите описание изображения здесь

Ресурсы по шумовым схемам
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v