วิธีการวัดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า

คำถามอื่นที่ฉันถามเกี่ยวกับ Power Supply Noise ทำให้ฉันถามคำถามนี้

พื้นหลังมีดังนี้: ฉันมีการออกแบบด้วย PD (Photodetector) และ Opamp ที่ความถี่ปานกลาง (สองร้อย KHz) ฉันพยายามทดสอบการออกแบบของฉันเมื่อมันกลับมา ฉันกำลังมองหาที่เสียงแหล่งจ่ายไฟเสียงอุปทาน opamp และเสียงเอาท์พุท opamp ฉันรู้ว่ามีอะไรมากกว่านั้นเพียงแค่สัมผัสหัววัด ผู้คนพูดคุยเกี่ยวกับลูปพาวเวอร์, มีสายพิเศษ ฯลฯ

ฉันจะหมุนบอร์ดอีกรอบในอีกสองสัปดาห์และฉันต้องการถามว่าถ้าคุณกำลังออกแบบบอร์ดของคุณตอนนี้คะแนนการทดสอบหรือองค์ประกอบใดที่คุณวางบนบอร์ดของคุณเพื่อให้คุณสามารถวัดเสียงได้อย่างแม่นยำ เรากำลังพูดถึงสัญญาณประเภท <20mV

คำถามโบนัส: ผลลัพธ์ของ opamp เชื่อมต่อกับ ADC ของโปรเซสเซอร์ ฉันสามารถรัน ADC และพล็อตเรื่องนั้นเพื่อทำความเข้าใจกับเสียงรบกวนได้ลึกกว่าการเชื่อมต่อขอบเขตราคาถูก

เสียงรบกวนนั้นยากที่จะวัดและแอมพลิจูดที่คุณเห็นบนขอบเขตของคุณเป็นเพียงตัวบ่งชี้แรกของระดับ
คุณต้องการวัดระดับเสียงรบกวนแบบสัมบูรณ์หรือแค่เปรียบเทียบ ในกรณีหลังขอบเขตอาจเป็นเครื่องมือที่ดี แต่ในระดับที่กำหนดขอบเขต $ 500 เฉลี่ยจะมีเสียงดังมากเองว่าการวัดใด ๆ จะกลายเป็นความหมายที่ไม่มีความหมาย คุณต้องมีขอบเขตคุณภาพสูง + โพรบเหมือนกันเพื่อทำสิ่งนี้

ความยากลำบากในการวัดสัญญาณรบกวนคือมันมีสเปกตรัมพลังงานต่อเนื่องแบนด์วิดท์กว้าง (สเปกตรัมต่อเนื่องทำให้ยากต่อการแยกสัญญาณรบกวนออกจากสัญญาณตัวกรองรอยอาจทำงานได้) เป็นการดีที่คุณวัดพลังงานเสียงผ่านRMS เพื่อ-DC แปลง สิ่งนี้ไม่เหมาะสำหรับผู้ใจเสาะเนื่องจากตัวแปลง RMS-to-DC ของคุณจะต้องมีความละเอียดอ่อนมากเนื่องจากระดับต่ำและไวด์แบนด์ และแน่นอนว่าจะมีเสียงรบกวนต่ำเอง! ไนโตรเจนเหลวช่วย :-)
ไม่ว่าในกรณีใดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงที่แน่นอนนั้นไม่ง่ายเท่ากับการอ่านแอมพลิจูด

โดยทั่วไปแล้วคุณจะออกแบบชิ้นส่วนบางส่วนในการหมุนครั้งแรกของบอร์ดเพื่อช่วยวัดสิ่งต่างๆเช่นนี้ เผื่อแผ่กับรอยเท้าของตัวกรองบายพาสและตัวกรองและใส่ตัวอย่างเช่นตัวเชื่อมต่อคู่สาย SMA ที่สถานที่สำคัญในห่วงโซ่สัญญาณ แต่ใส่พวกมันด้วยตัวต้านทาน SMD 0-ohm ที่ถอดออกได้ที่ทางแยก T ดังนั้นทางแยกไม่ต้องกระทบ ห่วงโซ่สัญญาณถ้าไม่ได้ใช้

สำหรับสัญญาณความถี่ต่ำคุณสามารถขอสิ่งนี้โดยตรงกับขอบเขต แต่ SMA coaxes มีคุณสมบัติที่ดีในโพรบบางส่วนที่มีตะกั่วภาคพื้นดินในปลายสามารถติดอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางของตัวเชื่อมต่อ coax และ นำไปสู่พื้นดินจะหรือสามารถทำเพื่อสัมผัสการป้องกัน .. ทราบว่าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดด้วยการสอบสวนจะต้องมีการใช้งานและจากนั้นการสอบสวนตัวเองจะมีราคา 3,000 ดอลลาร์: /

ด้วยโฟโตไดโอดและแอมพลิฟายเออร์ transimpedance คุณมีปัญหาว่าสำหรับการตั้งค่าทั่วไป (คุณไม่ได้ระบุพารามิเตอร์ของคุณ .. ) คุณมีไมโครแคมเพียงสองสามตัว การแทรกองค์ประกอบที่ด้าน PD ของ opamp และการมีร่องรอยของ PCB ในบริเวณใกล้เคียงอาจส่งผลต่อความแม่นยำและเสียงรบกวนของคุณ ตัวอย่างการเคลือบแบบต้านทานประสานนั้นมีความต้านทานแบบไม่สิ้นสุด

ดังนั้นหากคุณสามารถควบคุมการเพิ่มขึ้นของ ADC และรู้ว่าคุณได้ออกแบบวงจร ADC ที่ดีมาก (คุณสามารถทดสอบแยกกันโดยมีอินพุต SMA coax แยกเป็นตัวอย่าง) คุณสามารถใช้การเปลี่ยนโพรบได้ถ้าอัตราตัวอย่าง สูงพอ นี่เป็นทางออกที่ดีและเลื่อนความต้องการขอบเขตที่มีราคาแพงกว่า (คุณสามารถเช่าสิ่งเหล่านี้ได้หากคุณต้องการจริงๆในบางครั้ง)

Stevenvh นั้นถูกต้องว่าเสียงนั้นยากที่จะวัด แต่ฉันอยากจะชี้ให้เห็นมุมมองที่ต่างออกไป

เวลาเดียวที่เสียงรบกวนสำคัญสำหรับคุณคือเมื่อมันกระทบกับการอ่านของคุณ ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถนำ ADC ของอินพุตของคุณส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์แล้วทำคณิตศาสตร์ด้วย ฉันไม่ได้เร่งความเร็วโครงการของคุณ แต่ฉันคิดว่าคุณ "รู้" ว่าสัญญาณของคุณคืออะไรที่คุณได้รับ

คุณสามารถสร้างตัวเลข SNR ขึ้นมาได้โดยการคำนวณกำลังเฉลี่ยของสัญญาณของคุณจากนั้นรับสัญญาณรบกวนของคุณเพียงแค่ลบสัญญาณที่รู้จักจากสัญญาณ ADC ของคุณค้นหาพลังของเสียงที่เกิดขึ้นแล้วหารทั้งสอง ระบบส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะแปลงเป็นสเกลเดซิเบล สิ่งนี้จะไม่บอกอะไรคุณเกี่ยวกับส่วนของระบบที่เกิดจากเสียงรบกวน แต่มันจะช่วยให้คุณมีความคิดว่าระบบของคุณจะทำงานได้ดีเพียงใด