Как вы моделируете шум напряжения с LTSpice?

42

Есть ли способ настроить источник напряжения с помощью дрожания напряжения / шума? Я хочу поэкспериментировать с фильтрацией шума при различных напряжениях и т. Д., Но не знаю, как настроить LTSpice для создания источника напряжения с шумом.

ltspice

— josef.van.niekerk
источник

51

Да, вы можете ввести шум, используя источник произвольного напряжения (или тока), а затем использовать такие вещи, как randomили, whiteчтобы создать шум.

Вот пример схемы (я отделил шум от сигнала, чтобы прояснить ситуацию - очевидно, вы можете объединить их вместе в одну функцию, если хотите):

Схема шумов

Моделирование:

Шумоподавление

Все функции подробно описаны в справке circuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources.

Режим имитации шума

Кроме того, на случай, если вы не знали, SPICE имеет режим имитации шума, который можно процитировать из файлов справки:

.NOISE -- Perform a Noise Analysis
This is a frequency domain analysis that computes the noise due to
Johnson, shot and flicker noise. The output data is noise spectral 
density per unit square root bandwidth.

Syntax: .noise V(<out>[,<ref>]) <src> <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq> <EndFreq>

Основной пример:

Шумовой режим

Моделирование:

Шумовой режим сима

Вышеуказанное довольно скучно, так как оно только моделирует шум резистора (я пропустил резистор через различные значения, чтобы показать, как шум Джонсона увеличивается с сопротивлением). Но это может быть очень полезно с более сложными схемами, содержащими диоды / транзисторы / операционные усилители / и т.д.

— Оли Глейзер
источник

1

Даже если слишком поздно, вместо использования источников напряжения, добавленных через резисторы, вы можете просто использовать: V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() с прямым переходом. Для более низких значений шума (и выходного сопротивления), ниже Rser.

— заинтересованный гражданин

1

Источник шумового напряжения - «bv», когда вы нажимаете F2 для поиска компонента.

— Джони

22

(Еще недостаточно реп., Чтобы создать комментарий к сообщению Оли, так что это будет в своем собственном сообщении).

Пост Оли, приведенный выше, очень полезен, но для новичка LTSpice, возможно, стоит объяснить, как на самом деле создать один из этих «произвольных поведенческих источников напряжения»: я наивно ожидал, что смогу изменить значение источника нормального напряжения до введите белую (...) формулу, но, конечно, она не работает.

Вместо этого вам нужно нажать кнопку «компонент» на панели инструментов, и в открывшемся окне выбрать компонент типа «bv».

— blondiepassesby
источник

4

SPICE (я не могу сказать вам, является ли LTSPice подмножеством нормального SPICE или нет) обычно имеет возможность моделировать шум, который генерирует каждое устройство. Я думаю, что ваш вопрос больше о том, как измерить, насколько эффективна ваша фильтрация и насколько внешний мешающий сигнал может повлиять на каждый узел.

Чтобы сделать это, вам нужно .AC анализ схемы.

Для анализа шума вам нужно использовать как .ac, так и .noise. Таким образом, анализ шума является подмножеством анализа переменного тока.

— заполнитель
источник

Только что проверил. У LTSpice есть доступный анализ шума. Но я не могу найти источник шума в каталоге деталей - надеюсь, кто-нибудь придет и скажет, где его найти.

— Фотон

@ ThePhoton все устройства в специях ДОЛЖНЫ быть шумными, то есть не идеальными - меньше шума. Так что это уже должно быть в моделях. Я подозреваю, что LTSpice также должен иметь это.

— заполнитель

2

Согласно файлу справки: «Это анализ частотной области, который вычисляет шум, вызванный шумом Джонсона, выстрелами и мерцанием». Так что, если у вас есть схема вашей схемы, у вас все хорошо. Но если, например, вы создаете модель операционного усилителя на основе параметров таблицы данных и / или измерений, вы часто используете идеализированные компоненты, такие как контролируемые источники, и вам нужен элемент источника шума для фиксации характеристик шума.

— Фотон

@ThePhoton Это называется честность, у меня не работает LTSPICE, и я не собираюсь что-то предполагать. Вы передаете информацию о вашем экземпляре идеально. Отображение результатов от моих полноценных инструментов EDA может или не может быть полезным. Каждый вариант SPICE делает вещи немного по-другому.

— заполнитель

@Photon и rawbrawb - поскольку модели для различных SPICE обычно совместимы друг с другом, можно предположить, что проблема будет связана с моделями, а не с вариантом SPICE. Насколько мне известно, базовые модели не включают моделирование шума, например, для симуляции переходного процесса, но все будут работать с выделенным моделированием шума. Например, если вы попробуете последнюю симуляцию в моем ответе как переходный процесс без входного напряжения, вы получите 0 В (в отличие от прогнозируемых 20-44 нВ)

— Оли Глейзер

1

Поскольку вы хотите ввести шум от источника питания, я думаю, что проще всего будет подключить источник переменного напряжения небольшой амплитуды последовательно с уже имеющимся у вас источником постоянного напряжения и провести его частоту через интересующий вас диапазон.

— jippie
источник

1

.ac делает это для вас автоматически

— заполнитель

Я предполагаю, что должен отточить свои знания SPICE.

— Джиппи

0

Последовательно с вашим источником напряжения добавьте элемент E, чьи входы подключены к резистору на 60,34e18 Ом, а усиление - желаемое значение V / rt-Гц. Это значение резистора вырабатывает 1V / rt-Hz при 300K. (Предупреждение: вы должны заземлить одну сторону входа.)

Вы можете использовать то же значение резистора, что и вход для источника тока, управляемого напряжением, усиление которого - желаемые ампер / rt-Гц. (Опять же, один входной провод должен быть заземлен.) Источник шумового тока подключается параллельно с вашим бесшумным источником тока.

Вы должны использовать отдельный резистор для каждого источника шума.

— Пол Левин
источник