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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如何滤除地面噪声?
我这里有一个音频应用方案。这个想法是用USB为设备供电(稍后会产生声音)。 不幸的是,我有大量的静电,并且在GND上听起来像粉红(布朗)噪声。我在+ 5V引线上也有很多静电和其他伪像,但我认为我可以使用低压差稳压器从中获得漂亮,平滑的+ 3V。 但是,如何过滤GND? 现在,我正在尝试各种由电容和电阻构成的低通和高通滤波器。但是,瓶盖本身会引入文物,就像向前走了两步,向后走了一步。
9 usb  audio  filter  noise 

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电源噪声
什么是好的电源噪声? 让我扩展一下,有两种情况,我有一个台式PSU,我将示波器放在交流耦合中,看看它的纹波约为20mV。这对于一个体面的PSU来说是一个好数字吗?(我很喜欢ANalog电路,所以20mV的噪声很大) 第二种情况是我的车载稳压器,我有一个需要2V至5V电压的升压器。我看着没有任何负载的5V,看到7mV纹波(锯切)。这正常吗?我在那里有所有的去耦电容,所以我本来期望的要少得多,尤其是在没有适当负载的情况下。 额外的问题是,测量电源噪声的最佳方法是什么?我猜想尤其是在像这样的小电流下,除了接触探针之外,还有更多的东西吗?


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PSRR与增益之间的关系
Wikipedia表示电源抑制比(PSRR)是相对于输入的输出噪声与电源噪声的比值: PSRR定义为电源电压变化与其在运算放大器中产生的等效(差分)输入电压的比率。 拉扎维(Razavi)的《模拟Cmos集成电路的高质量设计》似乎说了同样的话: 电源抑制比(PSRR)定义为从输入到输出的增益除以从电源到输出的增益。 那么从电源到输出的总抑制比随运算放大器的闭环增益而变化吗? 那么,具有+40 dB增益和100 dB PSRR,电源噪声为0 dBV的运算放大器在输出端会具有-60 dBV噪声吗?维基百科的例子似乎说,它将是-120 dBV,我不明白。 PSRR是否还有输出组件?就像降低放大器的增益一样,输入参考噪声也会降低,对吧?但是,从电源到输出级之间耦合的恒定分量是否开始占主导地位? ADI公司的MT-043则表示: PSRR或PSR可以指输出(RTO)或输入(RTI)。可以通过将RTO值除以放大器增益来获得RTI值。在传统运算放大器的情况下,这将是噪声增益。应当仔细阅读数据手册,因为PSR可以表示为RTO或RTI值。 这是真的?您如何从数据表中找出使用哪种方法?

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示波器上多少背景“噪声”是正常的
按照这个问题,我购买了DSO-2090 USB示波器。 接通电源后,无论是什么都没有连接,电池电源本身(背面的小波形发生器)还是短接接地夹,波形都会出现很多小的波动。 (查看大图) 在上面的屏幕截图中,CH1连接到我的小型电池供电电路。CH2根本没有连接探头。 我已经与一位同事交谈过,并被告知我应该看到一条平线,所以我担心我购买了故障单元。 我的问题是这样的背景噪声在示波器中是否正常? 编辑1 根据注释添加了1kHz波形示例: (查看大图)

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PCB过孔如何影响信号质量?
通过PCB过孔路由高速信号(例如时钟频率为4MHz的SPI总线)是不明智的做法? 我注意到在3.3V电平的SPI总线信号上有很多噪声(+ -300mV)。信号走线只有约5cm长,但在到达目的地的过程中,每个走过约5个过孔。该板只有两层,这就是为什么这些线上有这么多通孔的原因。 我可以预期(如果有的话)PCB层更改会引入哪种噪声? 答案中有很多好的信息。很难只选一个。假设PCB通孔引入约1.2nH的电感和0.4pF的电容,那么似乎一致认为5个通孔不会以任何重要方式影响4MHz信号。
9 pcb  noise  via 

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STM32 ADC噪声2
我刚刚用STM32F2测试了我的第二个设计,现在是STM32F207ZFT6,ADC的性能与我的第一个应用程序相同-ADC中的强噪声。 未连接任何信号的电流输入噪声: 注意:在上面的信号图中,垂直轴是ADC位而不是伏特!不要被它的图例“ [V]”所迷惑,在本测试中,我们使用经过修改的程序来查看粗略的ADC数据。 即使CPU模拟引脚短路到GND,也会出现相同的噪声,如下所示: 我认为,采样信号中存在超过30 LSB的永久性峰值,甚至更多,尽管它们不应超过5-10 LSB。 另一个细节: 2面PCB,在底面上还有其他连接,但大多数连接是GND信号-数字和模拟通用,模拟地没有分开。由于电路板的功耗极小,低于100 mA,因此我认为它不会引起此类噪声。 参考电压VREF 3.3V由运算放大器缓冲,被100nF和钽电容并联10uF阻断,与VREF / 2相同;每个处理器电源引脚均被100nF电容阻塞 在我们较旧的应用程序中,我们使用了相同的设计概念,但是所使用的处理器是AduC834。它也有12位ADC,信号噪声只有几个LSB,没有问题。主要区别在于使用了AduC的内部参考电压,没有外部参考电压 我们已经测试过将处理器模拟接地引脚与板的公共GND断开连接,并用额外的导线将其直接连接到参考电压VREF接地,没有影响 它是三相网络测量设备,有3个模拟电压通道和3个电流通道,带有可切换的增益前置放大器。CPU振荡器为25 MHz,内部时钟为PLL的120 MHz,ADC时钟为30 MHz(符合技术规格),我们已经测试过将主内部时钟(因此也包括所有辅助时钟)降低到四分之一,但没有任何影响 ADC周期性地采样输入信号,每50 Hz网络周期进行128次转换,即每156微秒。结果通过DMA传输到内部RAM中;来自RAM的数据通过绝缘的RS485(在另一块板上)传输,并在我们的程序中可视化。我们试图将转换时间延长到最大,但没有效果 除CPU外,只有3个opam,2个模拟开关,I2C温度计和3个ULN开关(测试期间未使用),由线性LF33稳定器供电,通常由另一块板上的开关提供的5V DC供电,但是在测试过程中,开关为断开连接,LF33由清晰的实验室5V直流电源供电。我敢肯定,除了处理器振荡器以外,其他都无法在板上振荡。 用示波器检查信号没有决定性的结果,信号太弱 有这个处理器系列ADC性能经验的人吗? 关于信号强度:即使模拟输入短路,在示波器上我也会看到5-10 mV(峰对峰)的噪声-用同轴电缆测得,该接地电缆的最小接地线焊接到板上。使用标准探头时,噪声可能大约是接地不良的两倍(一般的EMC噪声?)。 这是我的董事会的形象: 和董事会的底部: 如上所述,即使信号接地,ADC转换后的数据中仍然存在约30 LSB的噪声。
9 adc  noise  stm32 

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运算放大器噪声:信号路径中何时有电阻?
对于何时将电阻视为信号路径,何时将其视为运算放大器噪声计算,我感到困惑。例如,采用以下电路: 模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 在道格拉斯·塞尔夫(Douglas Self)的书中发布了一个非常相似的电路,他提到信号路径中(同相输入上)唯一的电阻是100ohm电阻R3,因此R1和R2不会产生噪声。据我了解,电阻器可以建模为与噪声发生器串联的理想或无噪声电阻器,因此我认为例如,如果我用给出的噪声发生器代替R1 如果串联R1,则该噪声发生器应通过运算放大器的噪声增益进行放大。那么为什么R1和R2不在信号路径中?4 KŤ乙[R-------√4ķŤ乙[R\sqrt{4KTBR} 作者还提到了以下电路,它是一个简单的反相放大器,其同相输入端带有一个电阻,用于补偿偏置电流。 模拟该电路 在这种情况下,作者提到了电阻R3会引起噪声,因此我不明白,在两个电路中,都有一个电阻连接至同相输入,但是在第一个电路中,它不会产生噪声,但会在噪声中产生噪声。第二个电路,那么我如何知道电阻何时(在信号路径中)产生噪声,何时不产生噪声?它似乎不是很直观。 编辑:我模拟了第一个电路并进行了噪声分析,我发现如果R3的值很小,那么改变R1或R2的值不会影响噪声输出,并且噪声仅取决于R3(加上反馈电阻)我只是关注同相输入),但是如果R3不小,那么R1或R2的值确实会影响噪声输出,但是,我相信这是因为分压器效应是在衰减第一电阻器R3的噪声,不是因为R1或R2对总噪声输出有所贡献,所以是的,要加重混淆,似乎只有R3在同相输入的信号路径中,并且R1和R2对输出没有任何热噪声,我不明白这一点。做一个更简单的模拟, 我还模拟了第二个电路,实际上,如果改变其值,(第二个电路的)R3确实会影响噪声输出。因此,我的观察结果是:当用作同相放大器时,同相输入中的分流电阻不会产生噪声,而用作反相放大器时,同相输入中的电阻会导致噪声。

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导线中是否存在无限大的热电流噪声?
热噪声密度可以写为: ndV=kBTR−−−−−√ndV=kBTRnd_V=\sqrt{k_BTR} 要么 ndI=kBTR−−−−√ndI=kBTRnd_I=\sqrt{\frac{k_BT}{R}} 单位以V / sqrt(Hz)或A / sqrt(Hz)开头。对于第二种表达式,这是否意味着理想导线的电流噪声密度是无限的?这似乎很奇怪!据我所知,最终的噪声功率并不能依赖于性,但还是无限的噪声密度似乎很荒谬。
8 noise 

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低噪声跨阻放大器(TIA)-为什么添加反馈电容器会导致电压噪声峰值?
我正在研究一种用于检测弱光信号的低噪声跨阻放大器(TIA)。目的是实现具有10-20nV / rtHz的白噪声本底的10MHz带宽。我将FGA21光电二极管和OPA847运算放大器与以光导模式工作的10kohm反馈电阻一起使用。 关键规格包括: 增益带宽乘积:GBW = 3.9GHz 输入电压噪声:e_n = 0.85nV / rtHz 输入电流噪声:i_n = 2.5pA / rtHz 光电二极管电容:C_d = 100pF @ 3V偏置 PCB设计遵循许多建议的布局技术(最小化走线长度,在运算放大器下传递反馈组件,将敏感走线与接地层隔离等)。此外,使用去耦电容器对电源进行了严格滤波,并使用OPA820运算放大器来缓冲输出。 拍摄了两个噪声频谱,一个噪声频谱的反馈电容保持开路,另一个噪声频谱的设置为1.5pF: 虚线表示相应的理论噪声曲线。显然,电容器会导致噪声峰值变宽并频移,这与理论相矛盾,该理论认为反馈电容器会抑制跨阻增益并降低高频噪声。 为了进一步测试这一点,构建了不带光电二极管的电路,而是添加了一个100pF电容器来模拟二极管结电容,并重新测量了噪声: 在该电路中,添加反馈电容器会使噪声衰减,类似于理论预测的那样,这向我暗示了结电容和电流源的简单光电二极管模型可能并不完全准确。但是,通过文献搜索,我还没有找到关于该模型局限性的讨论,也没有看到这种行为的任何例子。 因此,我想知道是否有人曾经遇到过这个问题,或者是否可以理解增加单个电容器如何导致理论和实验之间的巨大差异? (请原谅缺乏电路图,我是新用户,到目前为止,每个问题只能附加两个链接) 编辑:这是带光电二极管的TIA的PCB布局: 这是电路原理图(值得注意的是,运算放大器之间未使用低通滤波器,电容器保持开路状态): 编辑2:请注意,在上面的电路图中,光电二极管没有反向偏置,在所示的所有噪声频谱中,它都以正确的偏置焊接

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如何避免高输入阻抗放大器中的Johnson噪声
我没有正在研究的电路,这更多是一个理论问题-我正在尝试纠正我的理解中的一个缺陷。 想象一下,我想构建一个高输入阻抗放大器,使其在低mV范围内工作,并产生少量nV /√Hz噪声。我想放大一个1-100KHz的差分信号。最初,我将从高质量的仪表放大器(例如AD8421)开始,然后将电容器与两个输入串联。 但这有一个问题。输入没有接地的直流路径,因此它可能会慢慢漂移并限制输出。因此,我需要在每个输入上添加一个接地电阻。请参见下图中的第一个电路。该电阻将设置放大器的输入阻抗,我希望约为100MΩ。但是,如果我计算约翰逊噪声,我期望从两个100MΩ电阻器得到 /√Hz2–√×4ķ乙Ť[R------√2×4kBTR\sqrt{2} \times \sqrt{4k_BTR} 因此我得出的结论是,我可以具有低噪声或高阻抗,但不能同时具有两者。然后,我找到了一款商用输入前置放大器,其额定输入噪声为3.6 nV /√Hz,输入阻抗为100MΩ。我看了一下里面,似乎他们在右边使用电路。 模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 在右手侧上的两个FET是匹配的一对(数据表从谷歌),并形成类放大器的第一级。我没有对电路进行更多的反向工程,但如有必要,我可以进行。 所以我的问题是:我的理解出了什么问题?为什么第二个电路没有电阻产生的约1-2μV/√Hz白噪声?

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零漂移和自动调零运算放大器之间的区别?
我正在为DAC输出缓冲器选择运算放大器。对我而言,选择电压偏移最小的运放似乎是最佳选择,自然地使我着眼于零漂移和自动调零运放。 在Digikey上,有三个选项:零漂移,零漂移(斩波器)和自动归零。我知道第二个只是一种零漂移运算放大器,但是零漂移和自动调零之间有什么区别(或者它们是相同的)?据我所知,两者都包括补偿失调电压的方法。 谷歌搜索这个问题导致的结果仅提到零漂移和自动调零运算放大器是相同的(通常是“零漂移(自动调零)运算放大器...”),但提供了有关它们是怎样的解释。相同或任何差异。 谁能为我阐明一下?

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碱性电池的噪声随温度而变化
我有一个9V碱性电池与一个电阻桥相连,该桥将电压逐步提高到几个模拟通道。我正在测试温度范围内的模拟通道,当温度低于10C时,我注意到电池电压噪声从> 1uV变为10的mV。一直以来,我一直以为电池是一种稳定的来源,所以我开始检查模拟电子设备,却发现它是电池。 有没有人描述这种噪音或它开始的温度? 它来自哪里(什么物理过程)? 这是否适用于所有电池化学成分(所有电池类型在较低温度下都会产生噪声)吗? 编辑-更多内容: 这不是机械的,测试工程师,我排除了这一点。电子设备的温度不同,也不由电池供电。电池是参考。我们使用的传感器通常会降低到模拟电子设备所连接的温度,常规传感器不会产生噪声问题。噪音来自电池 编辑-最后一句话:这样您就不必阅读大量评论,我将在这里发布结果。今天早上醒来时,我想我会听取一些用户的意见,并仔细检查机械装置。我建议技术人员仔细检查一下,并用含铅焊料代替无铅焊料重做焊点。在此之后,一切变得很好,我的温度下降了不到1uV。因此,我很抱歉没有听有关机械的评论。

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是否可以通过接地线拾取音频电路中的噪声?
在音频电路中,例如吉他的电子设备(我唯一涉足的东西!),我一直认为(大概是简单地)沿着连续接地路径的每个点基本上都是相同的电压(“零伏”)参考电压)。 但是,我想知道-如果您沿该路径从某个点延伸接地线,则其本身是否可能通过更改接地参考的'0V'而将噪声引入电路?(可能我想知道“长接地线和天线之间有什么区别”-但是我对天线知之甚少,无法确定这就是我要问的:)
8 audio  noise 

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系统中的内部噪声(如热噪声)是否从直流电源中提取功率?
我已经读到诸如热噪声之类的噪声是由于高温引起的电子随机波动等引起的,但是一名学生问我是否从直流电源等中提取功率以产生诸如电路中的热噪声之类的噪声。我以为我会在这里提出问题。系统中的内部噪声(如热噪声)是否从直流电源中提取功率?
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