Bagaimana cara membuat anggaran kebisingan dan apa yang harus dilakukan dengannya?

Saat membaca beberapa pertanyaan / jawaban di situs ini, saya menemukan jawaban ini dari Scott Seidman dan saya menemukan itu menarik.

Jadi, selesaikan anggaran kebisingan Anda, cari tahu berapa banyak bit yang Anda butuhkan, dan lakukan apa yang Anda butuhkan untuk mendapatkannya. Cobalah untuk mengingat bahwa seorang insinyur yang secara konsisten melebihi spesifikasi alih-alih memenuhi mereka adalah membuang-buang waktu dan uang.

Bagaimana Anda membuat anggaran kebisingan, dan ketika Anda memiliki satu atau diberi satu, bagaimana Anda menggunakannya untuk menentukan komponen apa yang Anda perlukan (opamps, adcs dll.)?

Misalnya, jika Anda diberi anggaran noise, bagaimana Anda menentukan berapa bit yang Anda butuhkan untuk ADC?

sunting Original link ratiometric ADC, apakah mungkin untuk memisahkan tegangan referensi dan tegangan eksitasi oleh amplifier

adc design noise

— efox29
sumber

Bisakah Anda menautkan pertanyaan dari jawaban yang dikutip ini? Anggaran dalam bentuk apa pun hanyalah jenis kendala proyek. Cara penggunaannya ditentukan oleh jenis proyek yang dimaksud. Anggaran bising sebenarnya hanya margin kesalahan yang diharapkan pada sinyal Anda yang dapat ditoleransi. Ini dapat digunakan untuk menentukan seberapa tepat komponen Anda.

— Kurt E. Clothier

@ KurtE.Clothier memposting tautan asli.

— efox29

Bukankah bit ADC ditentukan oleh rentang dinamis dan resolusi yang diperlukan? Mungkin anggaran kebisingan mengacu pada resolusi efektif di hadapan kebisingan.

— user6972

Saya tidak yakin tapi saya pikir anggaran kebisingan datang bahkan sebelum Anda mulai memilih bagian. Anggaran akan membantu Anda memutuskan bagian mana yang baik dll. Tetapi karena saya mengajukan pertanyaan, itu berarti saya benar-benar tidak tahu.

— efox29

@ efox29 Maka saya pikir tautan saya menjawab pertanyaan Anda, bukan? Anda harus menentukan resolusi efektif Anda untuk mengetahui bagian mana yang harus dipilih.

— user6972

Jawaban:

Anggaran bising dalam konteks ini tampaknya merupakan resolusi minimum yang Anda butuhkan untuk mendapatkan informasi yang Anda inginkan.

Sebagai contoh ADC - jika Anda ingin dapat menyelesaikan 0.25v dari sinyal 5v maka rasio sinyal-ke-noise Anda adalah 5v / 0.25v = 20. Untuk mencapai rasio sinyal-ke-noise ini, Anda memerlukan ADC dengan setidaknya 5 bit resolusi - 2 ^ 5 adalah 32. 4 bit tidak akan bekerja karena 2 ^ 4 adalah 16 yang kurang dari 20.

Untuk meringkas - untuk memilih anggaran kebisingan Anda, cari tahu apa sinyal minimum yang Anda butuhkan untuk menyelesaikan. Kemudian hitung laju bit terendah yang Anda perlukan untuk menyelesaikan sinyal itu.

Tentu saja ketika bekerja dengan sirkuit analog Anda harus memperhitungkan non-linearitas dari rangkaian. Entri Wikipedia tentang ADC memiliki ringkasan yang bagus untuk dipertimbangkan: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter

Intinya: Anda umumnya harus memilih ADC dengan pengambilan sampel yang sedikit lebih tinggi daripada minimum yang Anda butuhkan.

Untuk kelengkapan saya juga akan menyebutkan kebisingan sirkuit. Kebisingan rangkaian adalah kebisingan yang dihasilkan oleh komponen-komponen dalam suatu rangkaian. Contohnya termasuk noise termal, noise tembakan, dan noise 1 / f. Ini menempatkan tingkat minimum di mana Anda dapat menyelesaikan sinyal dan meningkatkan resolusi ADC dalam suatu rangkaian tidak akan membantu dengan ini. Informasi lebih lanjut di halaman Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Noise_(electronics)

— xyzio
sumber

Anda mungkin membutuhkan setidaknya 6 bit untuk mendapatkan efek lima bit. Anda kehilangan sejumlah resolusi hanya karena kesalahan kuantisasi - dan itu dalam kasus yang ideal. Ada bit yang lebih efektif yang hilang untuk non-idealitas.

— Scott Seidman

Coba catatan aplikasi Perangkat Analog ini .

Saya punya referensi hebat di tempat kerja yang akan saya gali pada hari Senin. Anggaran kesalahan dapat melibatkan memastikan sinyal Anda cukup besar untuk menutupi bit yang cukup dan mungkin melibatkan hal-hal seperti toleransi pada resistor yang mengendalikan gain Anda. Saya akan menyempurnakan ini di meja saya.

MEMPERBARUI:

Ditemukan: http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4300 . Synposes bagus lainnya ada di pepatah App Note ini .

Seperti yang saya katakan di atas, kebisingan hanyalah salah satu bagian dari ini, tetapi dapat meluap melalui tempat-tempat yang mengejutkan.

Apa yang harus dilakukan dengan itu ketika Anda selesai? Nah, seperti banyak praktik rekayasa lainnya, cara terbaik untuk memperlakukan penganggaran kesalahan sebagai SPESIFIKASI - yaitu, pada saat Anda benar-benar merancang Anda harus sudah tahu berapa banyak kesalahan yang dapat Anda toleransi dan apa jenis resolusi yang Anda butuhkan. Dengan begitu, Anda tahu untuk apa Anda menembak, dan Anda tidak selalu menggerakkan tiang gawang Anda sendiri. Setelah Anda tahu, maka Anda bisa menggunakan prosedur anggaran untuk membantu Anda dalam desain Anda. Setelah itu, itu semua verifikasi bangku, diikuti dengan mengutak-atik desain Anda jika Anda perlu.

— Scott Seidman
sumber

"Anggaran" noise sebenarnya merupakan spesifikasi untuk noise maksimum yang diperbolehkan pada setiap langkah melalui suatu sistem. Biasanya Anda mulai dengan apa yang menjadi hasil akhir, kemudian bekerja mundur untuk menemukan apa artinya setiap langkah sebelumnya. Karena langkah-langkah menambah kebisingan, anggaran kebisingan semakin ketat (diperlukan sinyal yang lebih tinggi untuk rasio kebisingan) saat Anda melangkah lebih jauh ke belakang.

— Olin Lathrop
sumber