你的噪音图测量系统告诉你
关键的外卖
电路中的噪声问题可以使用噪声图量化测量。
模拟可以用来检查系统的不同部分如何减弱噪声在不同频率。
这些测量系统可用于确定哪些部分是整体噪声的最大贡献者。
在电子噪声总是存在,您需要执行噪声图测量,以确保信号不会退化。
对于一些设计师,外部和内在的噪音可以马后炮,但来源可以降低信号质量,系统失败。工作在高速系统中,高频模拟系统,或混合信号系统导致对不同形式的噪音。数字系统可以相对不受固有噪声源辐射EMI /串扰并不相关,但模拟和混合信号系统可以失败如果噪音太大。
作为一个设计师,你能做什么噪音,如何量化噪声在你的系统呢?关键是通过图测量噪声,需要直接从组件感兴趣的聚集。有一些基本的技术应该用于收集图测量噪声,然后可以用来制造一些智能过滤,放大,信号处理系统的选择。
一旦你确定了冒犯组件或过量的噪音信号来源,是时候改变你的示意图,你的布局,或两者兼而有之。用正确的电路设计工具和PCB布局工具,您可以很容易地修改您的系统与新组件产生更高的信噪比(信噪比)值的信号。看看我们的导游噪声图测量和更好地理解它们是如何与你的电路设计和PCB布局。
噪声测量图是什么?
尽管噪音是在概念上很容易理解,正确测量需要了解噪音。这是由于不同类型的噪声表现出不同的时间和光谱行为。例如,随机宽带噪声测量需要一个宽带噪声功率密度的精确测量。相比之下,噪音可能会收到一个电路由于串扰或EMI从不同的组件,这就需要测量在一个狭窄的频率范围。
一般来说,你可以把噪声图测量在任何电子系统有多个端口(输入和输出)。例子包括一个单独的组件,多个组件的电路,或整个系统与多个电路PCB布局。个人被动者(如电阻和电容)和活跃的设备可以作为dut图测量噪声。只要设备至少有一个输入和输出,它可用于噪声图测量。
下图显示了一个一般的噪声测量图。注意,这个图展示了典型的设置2个设备(1输入和输出)。此外,DUT通常是放置在一个法拉第笼从外部来源的辐射EMI孤立它。多个端口设备也可以测试这个设置;耦合器的步骤将会连接到一个负载,开路(数控),或短(地面)模拟不同类型的操作终止对输入这是很有必要的。
典型安装图测量噪声。
这个测量的目标是检查DUT如何生成自己的噪音,这是叠加产生的噪声分析仪。典型噪声图测量需要校准分析仪占所产生的噪声分析仪之前检查DUT如何增加了额外的噪声测量。另一种噪声图测量技术使用网络分析仪噪声源和DUT,这需要自己的测量技术。
当从噪声源噪声通过DUT,噪声图是通过测量信噪比计算值在DUT输入(DUT)在没有和DUT输出的信噪比(DUT)。噪声图(NF),以dB,可以用下面的方程式计算:
噪声指数公式。
NF的值越接近0分贝,产生的噪音更小。所有组件将产生一些噪音在不同的频率,将叠加在噪声源的噪声。这里的关键是正确量化噪声,噪声图可以确定从系统测量并与规范。这需要考虑不同的噪声源和试图确定当他们出现在你的图测量噪声。
系统噪声源
有两个主要类型的噪声在电子系统:随机和确定的。随机噪声来源包含任何遵循随机过程由于电子的量子本质,产生电流。确定噪声源(例如,进行和辐射EMI)更容易测量,可以包括在一声图测量如果他们传播到输出。
注意,EMI不一定来自设备的外观,但它可以通过内部的输出DUT的相声,EMI进行,或辐射EMI包。你图测量噪声和模拟的目标是检查如何信噪比噪声通过DUT值改变时,以及如何噪声是叠加在输出信号。
随机噪声来源
纯电阻dut的噪声分布,均匀分布在频域。然而,真正的dut,让他们使用的组件,并不是纯电阻;因此,RMS噪音水平可以复杂频率的函数。热噪声将永远存在,不能消除,虽然可以减少热噪声电压系统中使用组件,降低阻力。使用活性成分是一个更复杂的问题,由此产生的宽带系统中的噪声将是频率的函数。
确定的噪声源
各种确定性噪声源也可能出现在DUT的输出,这些将被捕获在噪声图测量。这些确定性噪声源通常窄带(单一频率)或分布在多个谐波。通过观察DUT的测量输出信号在频域中,可以确定主要噪声源的噪声图测量。从不同的电路块确定性包括EMI噪声,达到输出进行噪声。
瞬态香料模拟显示一个DUT如何响应衰减低噪声信号和瞬态响应在t = 0。
相比这两个噪声源可以对所需的波形图测量使用电路仿真软件包和噪音。最好的电路模拟和分析工具将建在原理图编辑器,这样您就可以快速识别可能的设计更改。
电路仿真和设计工具
一旦你采取噪声图测量和确定的潜在来源的噪音在系统的输出,是时候修改电路示意图,这样您就可以消除噪音的来源。噪声不能完全消除,但可以减少与几个方法。确定哪些方法是适合减少噪声系统中需要考虑的各种随机噪声的来源,分别解决。
使用原理图编辑器和一个内置的香料模拟器允许快速检查你的系统行为在时域和频域。
随机噪声的频域和时域仿真
一旦你修改图表,有一些模拟可以执行检查噪音在不同频率如何出现在DUT的输出。观察输出信号在频域内给你所需的数据检查衰减和放大。线性DUT,可以构造一个传递函数,这将告诉你不同的噪声组件是如何减毒或通过一个线性DUT放大。频率扫描是主要的工具用于检查通过DUT窄带和宽带噪声将如何传播和出现在输出。
自生成随机噪声在时域,您可以检查它如何产生噪声在频域傅里叶变换。一旦噪声波形的傅里叶谱乘以传递函数,您现在拥有了一个测量的系统中噪声地板。这噪音地板+期望信号的傅里叶谱赋予了新的频谱显示DUT的输出,输出信噪比的值可以确定。如果你喜欢,这个输出噪声信号可以转换回时域使用傅里叶反变换。
模拟确定的噪音
虽然你不能模拟发射辐射直接在香料包,你可以模拟在不同的电路块产生噪声信号收到DUT的输出。在模拟中,可以比较理想的信号与噪声信号在频域中,也可以提取一个信噪比的值。你可以比较你的噪音图测量,以确定哪些类型的噪声可能会产生过量的噪音在输出。一个类似的策略是用于检查EMI、EMC电路模拟。
像一个简单的设计更改EMI滤波电路在输入或输出可能有助于减少过多的确定性在特定频率的噪声。使用组件和不同的阻抗值可以降低系统热噪声。其他物理过程在你的系统不能直接模拟的香料包,需要分析测量。例子包括1 / f噪声,布朗噪声、散粒噪声。一旦你发现从测量和模拟噪声的来源,可以使用设计工具从节奏根据需要修改您的系统。
全套的PCB设计和分析特性和从节奏前端设计特点给你你需要的工具来模拟电路中噪声和修改你的设计。建模和绘图功能PSpice软件模拟器让你分析你收集信号在模拟和直接从测量数据为组件生成模型。然后,您可以使用快板PCB设计者为您的系统创建一个PCB布局和布线后仿真在签收之前执行。
如果你想了解更多关于节奏是如何对你的解决方案,跟我们和我们的专家团队。