소음과 V / √Hz는 실제로 무엇을 의미합니까?

(op amp) 데이터 시트의 노이즈 수치는 V / √Hz로 표시되지만

이 유닛은 어디에서 왔습니까? 왜 제곱근입니까? 어떻게 발음해야합니까?
어떻게 해석해야합니까?
나는 낮을수록 좋다는 것을 알고 있지만 내 스코프의 트레이스 폭을 두 배로 늘리는 노이즈 수치가 있습니까?
이 값이 신호 대 잡음비를 계산하는 데 유용합니까? 아니면이 숫자로 어떤 재미있는 계산을 할 수 있습니까?
잡음은 항상 V / √Hz로 표시됩니까?

noise datasheet theory

— 지피
소스

Dave Eevblog Jones는이 비디오에서 V / √Hz 단위를 설명합니다. EEVblog # 528 – Opamp 입력 노이즈 전압 자습서

— jippie

답변:

"제곱근 헤르츠 당 볼트".

노이즈에는 전력 스펙트럼이 있으며 스펙트럼이 넓을수록 더 많은 노이즈를 볼 수 있습니다. 이것이 대역폭이 방정식의 일부인 이유입니다. 가장 쉬운 방법은 저항의 열 잡음 방정식을 사용하여 설명하는 것입니다.

$\dfrac{v^2}{R} = 4kT\Delta f$

$k$ $\Delta f$

$v = \sqrt{4kT R\Delta f}$

이것이 대역폭의 제곱근을 갖는 이유입니다. 전력이나 에너지로 소음을 표현한다면 제곱근이 없을 것입니다.

$1/f$

왼쪽 그래프는 흰색 노이즈의 플랫 스펙트럼을 나타내고 오른쪽 그래프는 3dB / 옥타브의 핑크 노이즈를 나타냅니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

오실로스코프에서 노이즈를 볼 수 있지만 그렇게 측정 할 수는 없습니다. 그것은 당신이 볼 수있는 것이 피크 값이기 때문에 필요한 것은 RMS 값입니다. 당신이 얻는 가장 좋은 점은 두 가지 노이즈 레벨을 비교할 수 있고 하나는 다른 것보다 높다는 것입니다. 소음을 정량화하려면 전력 / 에너지를 측정해야합니다.

— 스티븐
소스

"제곱근 헤르츠 당 볼트", "줄", "켈빈"(문장을 시작하는 경우를 제외하고 모두 소문자) 및 "3 dB / 옥타브"(숫자 값과 단위 기호 사이의 공백 포함)입니다. 의 표 1과 표 3 참조 physics.nist.gov/cuu/Units/units.html을 , (예에서 "초당 미터") # 5에서 # 15 physics.nist.gov/cuu/Units/checklist.html

— Telaclavo

@Telaclavo-알아요! 나는 또한 알고 있기 때문에 :-)하지만 가끔 (일부 사람들에 대한 오류 만드는 실수를 그 사람의 이름에서 파생 단위의 약어가) 참으로 대문자로. 따라서 혼란. 내가 고칠 게

— stevenvh

'플리커 노이즈'= '핑크 노이즈'? 저항의 열 잡음에 대한 설명을 바탕으로 R과 T를 연산 증폭기의 입력 임피던스와 칩 온도와 비교할 수 있습니까? (내 느낌은 '아니오'라고 말하지만 이유를 모르겠습니다).

— jippie

^{12}

$^{12}$

Ω

$\Omega$

^{12}

$^{12}$

Ω

$\Omega$

스펙트럼이 W / Hz 대신 W / octave를 측정하는 경우이 두 그래프는 시계 반대 방향으로 기울어지고 분홍색 노이즈 플롯은 평평합니다.

— endolith

이 값이 신호 대 잡음비를 계산하는 데 유용합니까? 아니면이 숫자로 어떤 재미있는 계산을 할 수 있습니까?

$\tilde v$

v_{R M S} = \tilde{v} \cdot \sqrt{Δ f}

$v_\mathrm{RMS}=\tilde v \cdot \sqrt{\Delta f}$

7 nV / √Hz ⋅ √ (20000 Hz-20 Hz) = 0.99 μVrms

이것이 주된 노이즈 소스라고 가정하면, 앰프의 게인이 10 × (= + 20dB)이면 출력 노이즈는 다음과 같습니다.

0.99 μVrms ⋅ 10 = 9.9 μVrms

실제 노이즈 곡선이 항상 7nV / √Hz 인 것은 아니며 저주파수에서 기울어집니다 .

v_{R M S} = \sqrt{\int_{f_{1}}^{f_{2}} \tilde{v} (f)^{2} d f}

$v_\mathrm{RMS}=\sqrt{\int^{f_2}_{f_1} \! \tilde v(f)^2\,df}$

또한 실제 회로에는 이상적인 브릭 월 HPF 및 LPF 필터가 없으므로 " 브릭 월 보정 계수 "를 사용하여이를 보상 하여 " 등가 노이즈 대역폭 " 을 계산할 수 있습니다.

예를 들어 회로에 1 극 필터가있는 경우 총 노이즈는

7 nV / √Hz ⋅ √ (1.57 ⋅ (20000 Hz-20 Hz)) = 1.24 μVrms

(정상 점검 : 무 잡음 필터가있는 SPICE는 1.22μVrms입니다.)

— 내배엽
소스

잡음 수치를 말할 때 항상 전압에 대해 이야기하는 것은 아닙니다. 종종 우리는 대신 힘을 봅니다. 전력 스펙트럼 밀도 플롯은이 전력이 주파수간에 어떻게 분배되는지 보여줍니다. 전체 주파수 범위에 걸쳐 통합 된 것은 물론 와트로 표시되는 총 전력이며, 정수는 일반적으로 헤르츠 당 와트로 표시됩니다.

총 전력이 노이즈의 양을 측정하는 데 유용한 측정 방법이기는하지만 전압의 경우에도 마찬가지입니다. 이러한 플롯은 순 전압을 생성하지 않고 변동 만 발생하므로 모든 곳에서 0이됩니다. 이 분산은 앞에서 설명한 전력 스펙트럼 밀도에 깔끔하게 대응하는 신호 제곱, 즉 단위 V²로 표시됩니다. 전력은 전압 제곱에 비례합니다.

전압 분산이 주파수에 어떻게 분포되어 있는지 알 수 있다면, 단위 헤르츠 당 제곱 단위를 사용하게됩니다. 제곱근을 취하여 분산을 신호 강도로 다시 변환 할 수 있습니다 : V / √Hz. 둘 다 사용되며 둘 다 동일한 것을 의미합니다.

— 마르크스 토마스
소스