Ruído é um orçamento de erro dependente da largura de banda

Variação aleatória difere de offset CC

Ruído varia com o tempo; offset é um deslocamento sistemático da média. Eles exigem medições e soluções diferentes. Para uma densidade de tensão de ruído branco en em V/√Hz e uma largura de banda de ruído retangular ideal B, o ruído RMS é $e_n\sqrt{B}$. Filtros reais têm uma largura de banda equivalente de ruído, que não precisa ser igual à largura de banda de sinal de −3 dB. Um passa-baixas de polo único tem largura de banda de ruído branco de π/2 vezes sua frequência de corte.

Um resistor ideal à temperatura absoluta T tem densidade de ruído térmico de tensão $\sqrt{4kTR}$, usando a constante de Boltzmann k = 1.380649 × 10⁻²³ J/K. Em T = 300 K e R = 10 kΩ, ela é 12.8716 nV/√Hz. Em uma largura de banda retangular especificada de 100 Hz, RMS é 128.716 nV. Com um ganho ideal de 11, isso se torna 1.41588 μV RMS na saída.

Combine fontes independentes corretamente

Se duas contribuições independentes de ruído RMS referidas à entrada forem 2 μV e 3 μV, o total será $\sqrt{2^2+3^2}=3.605551$ μV, em vez de 5 μV. Ruído correlacionado exige termos cruzados e não pode usar esse atalho. Um amplificador operacional também tem densidade de ruído de corrente; passando pela impedância da fonte, ela cria ruído de tensão. Portanto, o componente de menor ruído de tensão não é automaticamente o melhor para um sensor de alta impedância.

Para uma densidade presumida de ruído de corrente de 1 pA/√Hz e fonte resistiva de 100 kΩ, a densidade equivalente de tensão é 100 nV/√Hz. Ela pode exceder o termo de ruído de tensão do amplificador. Em baixa frequência, ruído de cintilação e deriva podem dominar, portanto uma estimativa apenas de ruído branco deve declarar sua faixa de frequência.

Meça sem criar um novo problema

Especifique ganho, largura de banda, média e se o resultado é referido à entrada ou à saída. Verifique captação de 50/60 Hz, acoplamento da alimentação e aterramento antes de chamar todo sinal indesejado de “ruído do dispositivo”. Repita a medição com a fonte do sinal substituída por uma impedância representativa, em vez de um curto irrealista que apaga os efeitos do ruído de corrente. A ADI MT-047 explica a dependência da impedância da fonte e o modelo de ruído do resistor.