Come creare un budget per il rumore e cosa fare in seguito?

Durante la lettura di alcune domande / risposte su questo sito, ho trovato questa risposta di Scott Seidman e l'ho trovata interessante.

Quindi, elabora il tuo budget di rumore, scopri quanti bit hai bisogno e fai quello che ti serve per ottenerli. Cerca di ricordare che un ingegnere che supera costantemente le specifiche invece di incontrarle sta sprecando tempo e denaro.

Come si crea un budget di rumore, e quando ne hai uno o ne viene fornito uno, come lo usi per determinare quali componenti ti occorrono (opamp, adcs ecc.)?

Ad esempio, se ti viene assegnato un budget di rumore, come determineresti di quanti bit hai bisogno per un ADC?

modifica ADC raziometrico di collegamento originale , è possibile separare la tensione di riferimento e la tensione di eccitazione da un amplificatore

Un bilancio del rumore in questo contesto sembra essere la risoluzione minima necessaria per ottenere le informazioni desiderate.

Per l'esempio ADC - se si desidera essere in grado di risolvere 0,25 v da un segnale 5 v, il rapporto segnale-rumore è 5 v / 0,25 v = 20. Per ottenere questo rapporto segnale-rumore è necessario un ADC con almeno 5 bit di risoluzione - 2 ^ 5 è 32. 4 bit non funzioneranno perché 2 ^ 4 è 16 che è inferiore a 20.

Riassumendo: per scegliere il budget del rumore, capire qual è il segnale minimo che è necessario risolvere. Quindi calcola il bit rate più basso di cui hai bisogno per risolvere quel segnale.

Ovviamente quando si lavora con circuiti analogici è necessario tenere conto della non linearità dei circuiti. La voce di Wikipedia sugli ADC ha un ottimo riassunto delle cose da considerare: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter

In conclusione: generalmente dovresti scegliere un ADC con un campionamento leggermente più alto del minimo richiesto.

Per completezza citerò anche il rumore del circuito. Il rumore del circuito è il rumore generato dai componenti all'interno di un circuito. Gli esempi includono rumore termico, rumore di ripresa e rumore 1 / f. Questi pongono un livello minimo al quale è possibile risolvere un segnale e aumentare la risoluzione dell'ADC in un circuito non aiuterà a questo. Maggiori informazioni sulla pagina di Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Noise_(electronics)

Prova questa nota dell'app Analog Devices .

Ho un ottimo riferimento al lavoro che scavo lunedì. Il budget degli errori può comportare la garanzia che il segnale sia abbastanza grande da coprire abbastanza bit e potrebbe comportare fattori quali tolleranze sui resistori che controllano il guadagno. Lo perfezionerò meglio sulla mia scrivania.

AGGIORNARE:

Trovato: http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4300 . Un'altra buona sintesi è a quest'altra nota app massima .

Come dicevo sopra, il rumore è solo una parte di questo, ma può diffondersi in luoghi sorprendenti.

Cosa farne quando hai finito? Bene, come molte altre pratiche ingegneristiche, è meglio trattare il budget degli errori come una SPECIFICA, cioè quando stai progettando dovresti già sapere quanti errori puoi tollerare e di che tipo di risoluzione hai bisogno. In questo modo, sai per cosa stai sparando e non muovi costantemente i tuoi obiettivi. Una volta che lo sai, puoi utilizzare una procedura di budget per aiutarti nella progettazione. Dopodiché, è tutta una verifica da banco, seguita da una modifica del tuo progetto, se necessario.

Un "budget" di rumore è in realtà una specifica per il massimo rumore ammissibile ad ogni passaggio attraverso un sistema. Di solito si inizia con ciò che deve essere il risultato finale, quindi si lavora all'indietro per trovare il significato di ogni passaggio precedente. Poiché i passaggi aggiungono rumore, il budget del rumore diventa sempre più stretto (è necessario un rapporto segnale / rumore più elevato) man mano che si procede più indietro.