Как создать шумовой бюджет и что с ним делать потом?

Читая некоторые вопросы / ответы на этом сайте, я наткнулся на этот ответ от Скотта Сейдмана, и я нашел его интересным.

Итак, определите свой бюджет шума, определите, сколько бит вам нужно, и делайте то, что вам нужно, чтобы получить их. Постарайтесь помнить, что инженер, который постоянно превосходит спецификации, а не выполняет их, тратит время и деньги.

Как вы создаете шумовой бюджет, и когда он у вас есть или вам его дают, как вы используете его, чтобы определить, какие компоненты вам понадобятся (операционные усилители, АЦП и т. Д.)?

Например, если вы получили бюджет шума, как бы вы определили, сколько бит нужно для АЦП?

править Оригинальная ссылка ратиометрический АЦП, является возможным отделить опорного напряжения и напряжения возбуждения с помощью усилителя

Бюджет шума в этом контексте, по-видимому, является минимальным разрешением, необходимым для получения необходимой информации.

Для примера АЦП - если вы хотите иметь возможность разрешать 0,25 В из сигнала 5 В, тогда ваше отношение сигнал / шум составляет 5 В / 0,25 В = 20. Для достижения этого отношения сигнал / шум вам понадобится АЦП с разрешением не менее 5 бит - 2 ^ 5 равно 32. 4 бита не будут работать, потому что 2 ^ 4 равно 16, что меньше 20.

Подводя итог - выберите свой шумовой баланс, выясните, какой минимальный сигнал вам нужно разрешить. Затем рассчитайте наименьшую скорость передачи данных, необходимую для разрешения этого сигнала.

Конечно, при работе с аналоговыми цепями необходимо учитывать нелинейность цепей. В статье Википедии об АЦП есть большое резюме вещей, которые следует учитывать: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter

Итог: как правило, вы должны выбрать АЦП с чуть более высокой частотой дискретизации, чем необходимый минимум.

Для полноты я также упомяну шум цепи. Шум цепи - это шум, создаваемый компонентами внутри цепи. Примеры включают тепловой шум, дробовой шум и шум 1 / f. Они устанавливают минимальный уровень, при котором вы можете разрешить сигнал, и увеличение разрешения АЦП в цепи не поможет с этим. Больше информации на странице Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Noise_(electronics)

Попробуйте это примечание приложения Analog Devices .

У меня есть отличный реф на работе, я выкопаю в понедельник. Бюджет ошибок может включать в себя проверку того, что ваш сигнал достаточно большой, чтобы покрыть достаточное количество битов, и может включать такие вещи, как допуски на резисторы, управляющие вашим усилением. Я уточню это лучше за своим столом.

ОБНОВИТЬ:

Нашел это: http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4300 . Еще один хороший синопсис в этом другом приложении .

Как я уже говорил выше, шум - это только часть этого, но он может пузыриться в удивительных местах.

Что делать с этим, когда вы закончите? Ну, как и во многих других инженерных практиках, лучше всего рассматривать бюджетирование ошибок как СПЕЦИФИКАЦИЮ, то есть к тому времени, когда вы на самом деле проектируете, вы уже должны знать, сколько ошибок вы можете допустить и какое разрешение вам нужно. Таким образом, вы знаете, для чего стреляете, и не постоянно перемещаете свои собственные стойки ворот. Как только вы знаете, тогда вы можете использовать бюджетную процедуру, чтобы помочь вам в вашем дизайне. После этого все это проверяется на стенде, а затем, при необходимости, корректируется ваш дизайн.

«Бюджетный» шум - это действительно спецификация максимально допустимого шума на каждом этапе через систему. Обычно вы начинаете с того, каким должен быть конечный результат, а затем работаете задом наперед, чтобы найти значение каждого предыдущего шага. Поскольку шаги добавляют шум, бюджет шума становится все более и более плотным (требуется более высокое отношение сигнал / шум), когда вы возвращаетесь дальше.