Questions tagged «noise»

关于由电噪声或提高模拟电路的信噪比引起的问题。

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为什么使用分贝来测量信噪比?
我们刚刚在大学里开始了传播课程,遇到了SN比率。以下是我所面临的歧义,我的教授无法解决: 信噪比是信号功率与噪声功率之比。它通常以分贝表示。但这是两个相似数量的比率,因此它一定不能有单位吗?为什么我们要使用分贝? 如果有人可以回答这个问题或提供解决问题的资源的链接,我将不胜感激。 PS:我尝试过Google和Wikipedia,但找不到与此特别相关的任何内容。


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需要帮助消除LED产生的噪声
我对电子学,electronics.SE.com都很陌生,这是我的第一个项目,所以如果我的问题缺少某些关键信息,请多多包涵(在这种情况下,请发表评论,我将尝试添加缺少的信息位)。 我建立了一个设备,可以控制106个不同通道中的大约500个LED。基本上,设计是: 1个24V 3A开关电源 1个输出5V的稳压器 1个运行AVR ATmega168的控制板(已连接至稳压器) 106个LED灯串(已连接至24V电源轨) 7个TLC5940(每个16通道)吸收器驱动LED串(这些驱动器从LED吸收其余的24V电压,但其逻辑由5V稳压器供电)。 一切正常,但我遇到了严重的噪音问题,有时会触发设备意外复位。 多亏有DSO的朋友,我才能够对此事进行调查,这是我的发现... 噪声位于5V电源轨上,并且噪声很大,整个摆幅为2.55V。SPI通道都相对不受影响: 噪声似乎是由LED产生的,而不是由SPI传输数据产生的(任何SPI通道与噪声之间都没有明显的相关性)。在此视频中(很抱歉,找不到在此处嵌入的方式),您可以看到打开的LED的数量会影响噪声的幅度,而其强度(通过PWM控制)会影响噪声的长度。连拍” [有关youtube上视频说明的更多详细信息]。 考虑到我的控制器板运行在16MHz且SPI在250KHz运行,噪声的频率为〜8MHz,这是我不使用的频率(至少没有明确地使用)。 在进行实验时,我意识到即使仅连接探头的接地端子,DSO也会吸收噪声。我将其解释为一种迹象,表明噪声不是由于5V馈电的不稳定,而是由于地平面的振荡电势。我对吗? 对电子学来说是一个全新的领域,并且缺乏该领域的正式知识,所以我尝试了“来自Internet”的多种解决方案,但不能百分百地接受,在我的情况下它们是完全有意义的。我尝试过的其他方法包括: 使用1Kohm电阻和100nF电容器构建一个低通滤波器,并将其放置在5V电源轨上,但噪声的幅度变化不大。 用各种不同的电容器(包括一些钽电容器)将5V电源轨去耦[各种额定值](无可见效果) 解耦接地线(使DSO成为香蕉) 将LED,TLC板和DSO接地到我电路的不同部分,包括尽可能“远距”(即,用单独的导线将它们连接到24V PSU的接地端口,以避免接地环路)...但是在这种情况下我也没有运气。 可能是我以错误的方式进行了上述操作(即解决方案是以上解决方案之一,但是我实施了错误的解决方案),所以-如果您认为解决方案是以上解决方案之一,请不要犹豫它,也许给我一些如何正确实施它的指导。 最后说明:由于项目的物理尺寸,我仅使用我从设备上小心卸下的TLC板中的一块进行了所有测试,并使用了一些由5V电源供电的测试LED。但是,在完整钻机上进行的精度较低的测试表明,“真实物体”中的行为与测试读数一致。 预先感谢您的时间和支持!

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通过小电阻放大nV信号
我对在小电阻上放大/测量nV电平(或假设非常小的)信号的可行性感兴趣。 该信号的SNR本身并没有那么糟糕,因为电阻值很小,因此热噪声非常小。我主要担心的是,市售的低噪声放大器似乎不可避免地会在每平方根赫兹几nV的水平上增加输入噪声,显然会淹没信号。 我还有其他选择吗?我当时在想,由于电阻小,我可能不需要放大器那么高的输入电阻,而这可能会部分引起噪声?我不确定。

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降压/升压开关调节器的噪声问题
我正在为一个研究项目设计一种电气设备(我是一名博士生,但不幸的是没有EE!)。有关该设备的更多信息,请访问http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/ 最后一个原型存在电源问题,因此我尝试通过设计一个新的更好的原型来克服这些问题。由于该设备由锂离子电池供电,因此我决定使用LTC3536降压/升压型开关稳压器:http ://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf 我基本上将参考实现(数据表的第1页)用于1A / 3.3V电源,如下所示:( 来源:ulb.ac.be) 共有三个独立的接地层:来自电池的PGND,GND,正常接地以及用于模拟传感器等的AGND。 这是我在Eagle中设计的板。我已经注意到与参考设计存在一些差异,例如C3和C4应该离LTC(U3)更近:( 来源:ulb.ac.be) 这是我在VCC上看到的输出(有或没有负载,Vin = 4.7V)如您所见,Vpp很大!Vin <4.3V时较小,但仍相当可观。 (来源:ulb.ac.be) 通过将C3和C2移近LTC,并在C7处增加了另一个1µF的电容,我做了一些反复试验。这并没有太大帮助。然后,我用220µF的电容代替了C7,而不是数据手册中提到的22µF。这样,Vpp为〜200mV。这比数据表中指定的要好得多,但还有很长的路要走。另外,只有Vin> 4.3V时才是这种情况;低于此阈值Vpp仍超过2V。我想是改变的是升压还是降压,但是我真的不知道如何纠正。 现在的问题: 我想知道我是否犯了一个受过训练的人显而易见的错误? 当数据表中给出的噪声仅为40mV时,为什么Vpp如此之大? 除了随机插入不同的输出电容器外,还有其他解决方法吗?


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IC电源引脚连接,用于抗干扰和去耦
关于如何将去耦电容器连接至IC的其他问答环节,人们进行了很多讨论,得出了两种完全相反的方法来解决该问题: (a)去耦电容器应尽可能靠近IC电源引脚放置。 (b)将IC电源引脚连接到尽可能靠近电源平面的位置,然后将去耦电容放置在尽可能靠近的位置,但要注意过孔。 根据[ Kraig Mitzner ],对于模拟IC,选项(a)更可取。我看到了其背后的逻辑,因为通孔的电感和去耦电容器形成了一个低通LC滤波器,可将噪声远离IC引脚。但是根据[ Todd H. Hubbing ],选项(a): 在您应用一些实际数字并评估折衷方案之前,[...]听起来是个好主意。通常,任何增加电感(而不增加损耗)的方法都是一个坏主意。有源设备的电源和接地引脚通常应直接连接到电源层。 至于选项(b),[ 克雷格·米茨纳(Kraig Mitzner)(上图的作者)说,这对于数字电路来说是更可取的,但是他没有解释原因。我知道在选项(b)中,感应环路应保持尽可能的小。但是它们仍然允许IC的开关噪声很容易地进入电源层,这是我要避免的。 这些建议正确吗?他们基于什么确切的推理? 编辑:考虑到IC的过孔通向电容器,过孔应保持尽可能短。它们在图中显示为长迹线,仅用于说明目的。

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1 / f噪声是否有限?
基本上我的问题是: 我怀疑噪声密度会达到无穷大,因为与极限f→∞相比,我们在任何DC电路中都能达到极限f→0(这是理想的,因为所有电路的行为都是足够f的低通)。 如果噪声密度受到限制,则在哪个f处衰减?

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低噪声,低失真模拟多路复用
我正在尝试设计一种用于多路复用模拟(音频)信号的低噪声,低失真,低成本运算放大器电路。经验,研究和一些试验已经使我了解到以下组件以及适当的低噪声电源的组合: NE / SA5532A双路低噪声运算放大器(数据表) HEF4053B模拟CMOS开关(数据表) 这个问题本质上是关于集成交换机的。我确实知道继电器是CMOS开关的替代产品,但是其成本大约是其5到10倍,因此在本设计中并不是真正的选择。 已经有罚款的问题与有关使用(可切换)可变增益,如运算放大器电路明智的答案在这里。顾名思义,这个问题与这个问题无关。但是请允许我,让我对其进行详细介绍。 考虑具有可变增益的该电路: 开关在该电路中的位置是完美的。它们处于地平面,因此没有偏移会影响开关电阻。结果,在该位置,开关不会产生调制失真。 在信号路径中,开关也远离敏感的运算放大器输入引脚。Rin,Rf,Rg1和Rg2都可以非常靠近输入引脚放置。如果开关位于运算放大器的输入端,则将不可能。 现在到我的问题的真正核心。这里有4种不同的输入多路复用可能配置,它们都没有接近可变增益解决方案上面的理想配置。 U3周围的电路是完整的,但这是最不明智的。 在U2和U4周围的电路中,开关看到可变的电压电平,这将导致调制失真。 U1周围的电路将开关置于虚拟地,但是它们的位置也在反相输入引脚上。过去我已经实现了这一点,根据经验,这种布局会导致很高的噪声敏感性。我不是在谈论电路的固有噪声,而是来自周围电子设备的噪声。 我的问题是,是否有人有可以做出最佳折衷的经验,或者可以提出可以规避此处总结的缺点的任何技巧,或者可以提出可以实现同一目标的巧妙,不同的示意图。 编辑 在回答和评论中,涉及了主要问题的几个方面。从本质上讲,我是在询问最佳拓扑,它已朝着开关特性(导通电阻,线性,关断电容)和混合配置的副作用(节点充电导致开关时产生弯曲),串扰等方面漂移。 .. 我对所有这些问题都非常清楚,我可能已经过分简化了这个问题,以求清晰和集中。 Andy aka提出了宝贵的考虑,我将继续进行下去,但是建议的解决方案与我过去所做的完全一样,但成功的程度比我期望的要差。 τεκ提出了一个简单但有趣的替代方法,我也会研究。 我的中间结论是,我将尽力掌握《道格拉斯·塞尔夫》有声读物。我将深入研究开关和FET的属性,并尝试模拟它们在不同拓扑中的影响。这可能会带来新的见解,我将进行报告。最后,我将最终确定不同解决方案的原型。因此,可能需要一些时间,但是我将提供新的见解并进行报告。

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1:1探针的良好用法
我们都知道为什么在输入阻抗为1 MOhm的示波器上查看MHz速度信号时,为什么必须使用经过适当补偿的10:1探头。现在谁可以很好地使用1:1探针?这些探针在我的实验室中没有发现太多用处。 我唯一能想到的是1:1探头可能对测量电源纹波,开关伪像等有用。但是,我质疑1:1探头是否能够轻松连接低电压探头。足够的地面传输阻抗,以真正了解例如开关电源轨中发生的情况。Howard Johnson(“健康电力”)和Jim Williams(“最小化线性稳压器输出中的开关稳压器残留”),第11页)都讨论了类似的技术,但使用普通同轴电缆代替1:1探头。在霍华德·约翰逊(Howard Johnson)的示例中,然后用总线将同轴电缆屏蔽层焊接到板上,以实现尽可能低的地面传输阻抗。消除地线中的电感是探测快速开关伪像的关键。在这种情况下,我不确定1:1探针的性能如何,但可以使其正常工作。 谁能推荐1:1探针的其他用途?

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为什么不鼓励与地平面隔开?
我不时听到(和读到)为数字和模拟电路部件制造单独的Gnd平面是不好的。总结如下:“不要分裂Gnd平面,不要在其间留出缝隙。” 通常这没有明确的解释。 我最接近的解释是此链接:http : //www.hottconsultants.com/techtips/tips-slots.html。作者指出,回流电流将在间隙周围弯曲,从而使电流的表面积变大(该表面积的边界由“分离”和“回流”电流定义): 不同信号的返回电流在间隙的拐角处被一起挤压,导致串扰。电流环路的较大表面积将发射并吸收EMC。 到现在为止还挺好。我的理解是,任何信号都不应通过这种间隙。假设您牢记这一规则,在Gnd平面中形成间隙(例如,在模拟电路部分和数字电路部分之间进行拆分)是否仍然会很糟糕?

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从物理上讲,将PCB连接到机箱接地如何降低噪声?
我意识到这似乎是重复的,是否应将机箱接地连接到数字接地?但是,除了我所了解的明显安全问题外,该线程中的答案并不能解释为什么要将机箱连接至PCB接地。 我的逻辑是这样的:如果我的PCB具有敏感的模拟电路,则应将其放在金属机箱中,并使其与PCB绝缘。机箱充当法拉第笼,它使我的PCB免受外部EM噪声的干扰,也使噪声不从我的RF PCB发出。如果安全不是问题,我认为没有理由将两者连接。德拉斯在上述链接中的回答似乎与此一致。 但是,有很多知识渊博的人的传统观点认为,应建立通往金属机架的低阻抗路径,以减少噪声和EMI。 为什么要这样做?好像将我的地线连接到机箱上,会使他们的电路暴露于外界的噪音中。并且还要使外部暴露于噪音中!
11 noise  ground 

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如何以最小的噪音进行布线
为了使数据信号线上的噪声最小化,我面临着如何正确布线的难题。在下面的示例中,有一个两层的柔性PCB(非常薄)。铜层为1OZ,布线为500万。红色是顶层,蓝色是底层。 蓝色导线连接到LED,LED每秒可多次打开或关闭,最大电流为10mA。红色的是3.3V 30Mhz数据信号,协议中没有纠错或保护功能,只有纯数据。我毫不怀疑会出现错误,这很好,我只想要最小的错误。 为了最小化蓝色路由在其上产生的噪声,路由数据信号(红色)的正确方法是什么?下面的示例仅说明了原理,我无法真正“四处走动”。 这是一个非常有限的空间设计,因此我没有容纳LVDS的空间。我只能让路线思想者或将其加倍。 谢谢。
11 pcb  pcb-design  noise 

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IEEE 802.11定义的RSSI,噪声和SNR的单位是什么?
我是计算机科学专业的毕业生,但令我感到羞耻的是,对电气工程尤其是天线理论的知识非常有限。 据我了解,RSSI确定测量者“听到”被测量对象的方式的质量。噪声决定了影响测量仪的环境条件。SNR就是RSSI比噪声好多少。这个理论(假设我掌握了基本知识)仅提出了一个问题: 单个固定测量器甚至如何确定RSSI和噪声? 现在一些练习。假设测量器是我的Macbook Air运行的内置无线诊断工具。被测物体是我的WiFi路由器。RSSI的观测值为-60 dBm,噪声的观测值为-92 dBm。因此,SNR为32 dB。我完全无法理解的是: 为什么两个值都是负值并以dBm为单位测量? 据我了解,-60 dBm表示10 -9 W,而-92 dBm表示10 -12W。但是,谁会散发这种功率呢?也许那个理论将噪声表示为另一个“天线”?但是,为什么它的价值那么小?还是我想念一些非常关键的观点?感谢您对这些内容的直观解释。
11 noise  wifi  snr 

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如何测量电气噪声?
我问了另一个有关电源噪声的问题,这促使我提出了这个问题。 背景如下:我有一个带有PD(光电探测器)和Opamp的中频(耦合频率为几百KHz)的设计。我想重新设计时测试我的设计。我正在查看电源噪声,运算放大器电源噪声和运算放大器输出噪声。我意识到,除了触摸探针之外,还有更多其他功能。人们谈论电源回路,使用特殊电缆等。 我将在两周后旋转另一个电路板,我想问一下,如果您现在正在设计电路板,请在电路板上放置什么类型的测试点或元件,以便可以准确地测量噪声。我们正在谈论<20mV类型的信号。 额外的问题:运算放大器的输出连接到处理器的ADC。我可以简单地运行ADC并进行绘图以与连接廉价示波器相比来更深入地了解噪声吗?

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