27 / 32 · Concetto
Il rumore è un bilancio d'errore dipendente dalla banda
Stima il rumore dei resistori e combina contributi indipendenti mediante radice della somma dei quadrati.
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La variazione casuale differisce da un offset in continua
Il rumore varia nel tempo; l'offset è uno spostamento sistematico della media. Richiedono misure e rimedi differenti. Per una densità di rumore bianco di tensione en in V/√Hz e una banda ideale rettangolare di rumore B, il rumore RMS è . I filtri reali hanno una banda equivalente di rumore, che non deve necessariamente uguagliare la banda del segnale a −3 dB. Un passa-basso a un polo ha banda di rumore bianco π/2 volte la propria frequenza di taglio.
Un resistore ideale a temperatura assoluta T ha densità di rumore termico di tensione , usando la costante di Boltzmann k = 1.380649 × 10⁻²³ J/K. A T = 300 K e R = 10 kΩ, è 12.8716 nV/√Hz. Su una banda rettangolare specificata di 100 Hz, RMS è 128.716 nV. Attraverso un guadagno ideale 11, diventa 1.41588 μV RMS all'uscita.
Combina correttamente sorgenti indipendenti
Se due contributi indipendenti di rumore RMS riferiti all'ingresso sono 2 μV e 3 μV, il totale è μV, anziché 5 μV. Il rumore correlato richiede termini incrociati e non può usare questa scorciatoia. Un operazionale ha anche densità di rumore di corrente; scorrendo attraverso l'impedenza di sorgente crea rumore di tensione. Quindi il componente con il minore rumore di tensione non è automaticamente migliore per un sensore ad alta impedenza.
Per una densità ipotizzata di rumore di corrente di 1 pA/√Hz e sorgente resistiva da 100 kΩ, la densità equivalente di tensione è 100 nV/√Hz. Può superare il termine di rumore di tensione dell'amplificatore. A bassa frequenza possono dominare rumore flicker e deriva, quindi una stima del solo rumore bianco deve dichiarare il proprio intervallo di frequenza.
Misura senza creare un nuovo problema
Specifica guadagno, banda, media e se il risultato è riferito all'ingresso o all'uscita. Verifica captazione a 50/60 Hz, accoppiamento dell'alimentazione e collegamenti a massa prima di etichettare ogni segnale indesiderato «rumore del dispositivo». Ripeti la misura con la sorgente del segnale sostituita da un'impedenza rappresentativa, anziché da un corto irrealistico che cancella gli effetti del rumore di corrente. ADI MT-047 spiega la dipendenza dall'impedenza di sorgente e il modello del rumore dei resistori.
Prova tu
Un amplificatore ha termini indipendenti di rumore bianco riferiti all'ingresso di 4 nV/√Hz e 3 nV/√Hz. Quali sono densità combinata e RMS su una banda rettangolare di 1 kHz?
Leggi la spiegazione
Densità = √(4²+3²) = 5 nV/√Hz. RMS = 5√1000 = 158.113883 nV. Si presumono indipendenza, spettri bianchi e banda rettangolare.