Ressourcen zu Rauschschaltungen

Als ich damals einen RFIC-Designkurs belegte, war ich ziemlich enttäuscht vom Rauschteil des Kurses, insbesondere der Berechnung der ausgangsbezogenen Rauschspannung, der Rauschzahl eines Verstärkers usw. Es scheint, als sollten Sie in der Lage sein, grundlegende Schaltungen anzuwenden Theorieprinzipien wie die Kirchhoffschen Gesetze. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob Sie das dürfen, und ich habe nicht das Gefühl, dass mein Unterricht tief genug gegangen ist, um ihn zu verstehen.

Nehmen Sie Kirchhoffs aktuelles Gesetz. Es basiert auf der Idee, dass es in einem Stromkreis keine Stromquellen oder -senken geben kann. Die Summe aller Ströme an einem Knoten sollte Null sein (eine gleiche Strommenge verlässt den Knoten wie er eintritt). Das Problem ist, dass Rauschquellen zufällig sind. Das Konzept, dass Strom "in" einen Knoten fließt, ist also nicht wirklich sinnvoll, da es zufällig ist, ob er in den Knoten hinein- oder aus ihm herausfließt, und mein Eindruck ist, dass eine Rauschstromquelle im Gegensatz zu a keine Richtung / kein Vorzeichen haben würde traditionelle Stromquelle.

Entweder... A) Ist mein Verständnis völlig fehlerhaft? Weisen wir Rauschquellen wie allem anderen Vorzeichen zu und wenden wir die reguläre Schaltungstheorie an? (Ich bezweifle, dass dies die richtige Antwort ist.) Oder ... B) Muss die Schaltungstheorie neu formuliert werden, wenn es um Rauschquellen geht? Wären also die Regeln, wie die Kirchhoffschen Gesetze, anders? Wenn ja, gibt es Ressourcen, die genau beschreiben, wie dies genau funktioniert? Ich konnte nichts Befriedigendes finden, aber vielleicht bin ich nicht so gut im Googeln, wie ich einst dachte.

Antworten (2)

Rauschquellen unterscheiden sich nicht sehr von Wechselstromquellen. Die meisten über die Zeit gemittelten AC-Quellen sind null Mittelwert, dennoch analysieren wir die Schaltung ähnlich wie bei DC. Der Unterschied besteht darin, dass wir die Frequenz des Signals berücksichtigen müssen. Machen Sie sich mit der Analyse von Schaltungen im Frequenzbereich vertraut. Bode-Plots machen die Dinge sinnvoller, da weiße Rauschquellen einen Frequenzinhalt auf jeder Frequenz haben , aber nur im Durchschnitt.

Zu erklären, wie Rauschen in Schaltkreisen analysiert wird, ist zu lang für einen Beitrag, aber es gibt eine gute Ressource. Eine großartige Quelle, um zu lernen, wie man Zufallsquellen analysiert, ist Noise Reduction Techniques von Henry W. Ott. Ich habe die Techniken in diesem Buch verwendet, um Systeme zu entwickeln, die nV und uV messen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einQuelle: http://www.hottconsultants.com/book.html

Hier ist ein Beispiel einer Schaltung: verrauschter Sensor, verrauschte Präzisionsverstärkungsstufe, verrauschter Tiefpassfilter und verrauschter ADC. Das kombinierte Rauschen beträgt 13 Mikrovolt. Die Mathematik verwendet RSS Root Sum Square. Es werden keine Stromrauschquellen modelliert.

Rsensor beträgt 200 Ohm, wie Sie es von einer DMS-Brücke erhalten würden.

Das OpAmp-Modell ähnelt dem OPA-211, mit 62 Ohm internem Rnoise (erzeugt genau 1 Nanovolt/RTHz Rauschdichte); hat 101 Ohm gegen Masse und 100.000 Ohm RFeedback, um eine 1.000-fache Spannungsverstärkung zu erzeugen.

Ohne den RC-LPF führt der Frequenzgang des Operationsverstärkers (unter einer Verstärkungsanforderung von 60 dB) mit F3dB nahe 100 kHz dazu, dass das Rauschen nahe 50 kHz seinen Höhepunkt erreicht: 460 uV integriertes Gesamtrauschen für den Sensor (denken Sie daran, dass dies 200 Ohm sind); 325 uV integriertes Gesamtrauschen für 101 Ohm Rg gegen Masse; 257 uV integriertes Gesamtrauschen für die internen 62 Ohm des Operationsverstärkers; Rfeedback und ADC-Eingangswiderstand betragen jeweils etwa 10 uV. Wenn Sie all dies OHNE DEN RC-LPF mit RSS versorgen, beträgt das Rauschen IN den ADC 620 uV.

Bei aktiviertem RC LPF reduzierte sich der RSS stark auf 13 uV RMS. Natürlich sank die Bandbreite auf DC - 10 Hz (16 kOhm und 1 uF)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ressourcen zu Rauschschaltungen
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v