Power Supply Noise에 관해 질문 한 또 다른 질문으로이 질문을했습니다.
배경은 다음과 같습니다. PD (Photodetector)와 Opamp를 중간 주파수 (커플 백 KHz)로 설계했습니다. 디자인이 돌아올 때 테스트하려고합니다. 전원 공급 장치 노이즈, opamp 공급 노이즈 및 opamp 출력 노이즈를보고 있습니다. 프로브를 만지는 것보다 더 많은 것이 있다는 것을 깨달았습니다. 사람들은 파워 루프, 특수 케이블 등을 이야기합니다.
나는 2 주 안에 다른 보드를 돌릴 것이며, 보드를 지금 설계하고 있다면 보드에 어떤 유형의 테스트 포인트 나 요소를 배치하여 노이즈를 정확하게 측정 할 수 있는지 묻고 싶었습니다. 우리는 <20mV 타입 신호에 대해 이야기하고 있습니다.
보너스 질문 : opamp의 출력은 프로세서의 ADC에 연결됩니다. 간단히 ADC를 실행하여 저비용 스코프를 연결하는 것에 비해 노이즈에 대해 더 깊이 이해하기 위해 플롯 할 수 있습니까?
답변:
노이즈 측정이 어렵고 스코프 에 나타나는 진폭 은 레벨 의 첫 번째 표시 일뿐 입니다.
절대 소음 수준을 측정하거나 비교하고 싶습니까? 후자의 경우 스코프는 좋은 도구가 될 수 있지만 주어진 수준에서 평균 $ 500 스코프는 노이즈 자체가 너무 커서 모든 측정이 사실상 의미가 없습니다. 이를 위해서는 고품질 스코프 + 디지털 프로브가 필요합니다.
노이즈 측정의 어려움은 광대역 연속 에너지 스펙트럼을 가지고 있다는 것입니다 (연속 스펙트럼은 노이즈를 신호에서 분리하기 어렵고 노치 필터가 작동 할 수 있음). RMS-DC 변환을 통해 노이즈 에너지 를 측정하는 것이 이상적 입니다. RMS-DC 컨버터는 낮은 레벨과 광대역으로 인해 매우 민감해야하므로 마음이 어둡습니다. 물론 저소음 자체입니다! 액체 질소가 도움이됩니다.
어쨌든 절대 신호 대 잡음비는 진폭을 읽는 것만 큼 쉽지 않습니다.
일반적으로 보드의 첫 스핀에 일부 부품을 설계하여 이와 같은 것을 측정 할 수 있습니다. 바이 패스 캡 및 필터를위한 풋 프린트가 풍부하고 신호 체인의 주요 위치에 SMA 동축 접점을 배치 할 수 있지만 T 접점에서 탈착식 SMD 0-ohm 저항을 사용하여 스터브에 영향을 미치지 않도록하십시오. 사용하지 않을 경우 신호 체인.
저주파 신호의 경우이를 스코프에 직접 연결할 수 있지만 SMA 동축 케이블에는 팁에 내장 된 접지 리드가있는 일부 프로브가 동축 커넥터의 중앙 위치에 고정 될 수 있다는 점에서 좋은 기능이 있습니다. 접지 리드는 차폐를 만지거나 만들 수 있습니다. 프로브를 사용하여 최상의 결과를 얻으려면 활성화해야하며 프로브 자체의 비용은 3000 달러입니다.
포토 다이오드 및 트랜스 임피던스 증폭기를 사용하면 일반적인 설정 (매개 변수를 지정하지 않음)의 경우 몇 마이크로 암페어와 트랜스 임피던스 이득이 수십만에 불과하다는 문제가 있습니다. opamp의 PD 측에 요소를 삽입하고 실제로 주변에 PCB 트레이스가 있으면 정밀도와 소음 수준이 저하 될 수 있습니다. 솔더 레지스트 코팅은 예를 들어 비-무한 저항을 갖는다.
따라서 ADC의 이득을 제어 할 수 있고 매우 우수한 ADC 회로를 설계했다는 것을 알고 있다면 (예를 들어 별도의 SMA 동축 입력을 사용하여 별도로 테스트 할 수 있음) 샘플 속도가 예인 경우이를 프로브 교체로 사용할 수 있습니다 충분히 높습니다. 이것은 좋은 솔루션이며 더 비싼 범위의 필요성을 연기합니다 (언제나 필요할 때 빌릴 수 있습니다).
Stevenvh는 노이즈를 측정하기가 매우 어렵다는 것이 맞지만 다른 관점을 지적하고 싶습니다.
소음이 당신에게 정말로 중요한 유일한 것은 그것이 당신의 측정 값에 영향을 줄 때입니다. 즉, 입력의 ADC를 가져 와서 컴퓨터로 전달한 다음 수학을 수행 할 수 있습니다. 나는 당신의 프로젝트 속도를 완전히 결정하는 것은 아니지만, 당신이받는 신호가 무엇인지 "알고"있다고 가정합니다.
신호의 평균 전력을 계산 한 다음 잡음을 얻으려면 ADC 신호에서 알려진 신호를 빼고 결과 잡음의 전력을 찾은 다음 두 값을 나누면 SNR 수치를 얻을 수 있습니다. 대부분의 시스템은 이것을 dB 스케일로 변환하는 경향이 있습니다. 노이즈가 발생하는 시스템 부분에 대해서는 아무 것도 알려주지 않지만 시스템이 전체적으로 얼마나 잘 작동하는지에 대한 아이디어를 가질 수 있습니다.