¿Qué es el ruido ADC RMS? Sería útil si alguien pudiera explicar teóricamente el ruido RMS del ADC. Supongamos que un ADC tiene un ruido RMS de [email protected]. ¿Qué significa eso?
¿Qué es el ruido ADC RMS? Sería útil si alguien pudiera explicar teóricamente el ruido RMS del ADC. Supongamos que un ADC tiene un ruido RMS de [email protected]. ¿Qué significa eso?
Si lo estuviera calculando, seguiría este camino: -
El dispositivo especifica 15.5 bits sin ruido a una frecuencia de muestreo de 2400Hz y mirando la página 12 en hoja de datos esto es casi lo mismo para el muestreo de 4.7Hz. Suponiendo que la entrada de referencia se establece en 3V, 15.5 bits representan 65uV de ruido pico a pico.
Generalmente, esto se puede dividir por 6 (sigma) para hacer una estimación del ruido RMS y esto se convierte en 11uV RMS. Hay una ganancia de 128 en el dispositivo y, por lo tanto, el voltaje de ruido equivalente antes de una ganancia de 128 es de 84 nV RMS.
Pero hay todo tipo de filtros que se pueden usar dentro del ADC que pueden reducir aún más esta cifra de ruido y, sin pasar horas, estoy asumiendo que 11nV a una velocidad de muestreo de 4.7Hz es razonable.
La página 16 parece implicar que la resolución sin error cuando se aplican filtros a aproximadamente 4Hz, el muestreo es de 19,5 bits, por lo que quizás si lo conectara a lo que escribí anteriormente, estaría más cerca: -
19.5 bits libres de error en 3V representan un voltaje p-p de 4.1uVp-p y dividir por 6 da un RMS de 674nV. Luego, dividiendo por 128 da 5.3nV, ¡lo suficientemente cerca del jazz!
El valor RMS de una señal de ruido, al igual que con cualquier otro tipo de señal, es el valor que usaría para calcular la potencia de la señal, que es el parámetro que más interesa a los diseñadores. Después de todo, la señal las relaciones de ruido a son las relaciones de potencia, por lo que desea comparar el valor RMS de la señal con el valor RMS del ruido, en cualquier unidad que sea apropiada para la aplicación en cuestión.
El "11 nV RMS @ 4.7 Hz" que ve en la página principal de hoja de datos es solo una entrada (la "mejor" entrada) de la tabla que se encuentra en la página 14, que relaciona diferentes frecuencias de muestreo y configuraciones de ganancia con la cifra de ruido general.
El ruido es un proceso aleatorio, y por lo tanto, no se puede caracterizar simplemente por una amplitud. Su valor promedio (o la integral de tiempo) es 0, por lo que el método para caracterizar el ruido es establecer la potencia del ruido. RMS (raíz media cuadrada) es la raíz del valor cuadrado de la tensión de ruido, que es la potencia de la señal de tensión de ruido.
En los sistemas de conversión de datos, el ruido generalmente no se establece como un solo valor, sino como densidad de ruido sobre las frecuencias, ya que se aplican varios métodos para limitar el ruido en todo el ancho de banda para llegar a un voltaje de ruido equivalente más pequeño justo antes de que ocurra la conversión. . La densidad de ruido tiene la unidad \ $ V / \ sqrt (Hz) \ $ que en realidad es equivalente a \ $ V ^ 2 / Hz \ $, indicando la potencia en esa frecuencia específica. Para tener en cuenta todo el ruido en su conversión, debe integrar esta función de densidad para su banda de frecuencia de interés.
Si un ADC dice que tiene un ruido de 11nV a 4.7 Hz, significa que la integral de la raíz cuadrada de la función de densidad de ruido al cuadrado de 0 Hz a 4.7 Hz es 11nV, que es un valor excepcionalmente bueno. También me muestra que está utilizando un método para filtrar el ruido de parpadeo, como el corte. El ruido de parpadeo es un efecto de ruido de baja frecuencia que tiene una característica \ $ 1 / f \ $, y es el efecto de ruido dominante para bajas frecuencias.
Hay muchas cosas que suceden en esa única medición. Lo que están tratando de encapsular para usted en esta única medición es esencialmente lo sensible que es el dispositivo si lo opera de la misma manera. A partir de ahí, al comprender las fuentes de ruido, etc., puede avanzar con su propio diseño / configuración.
Esto es lo que se conoce como "ruido referido de entrada". Hay ruido en cualquier proceso de conversión, incluso un ADC ideal tendrá ruido, y luego está la configuración del ruido que ocurre en los diseños Sigma / delta y el ruido de los amplificadores operacionales. dentro etc.
Lo bueno de los dispositivos analógicos es que tienen todo tipo de excelentes notas de aplicación que detallan los procesos de ruido, etc. La hoja de datos de ese dispositivo incluso enumera los niveles de ruido en diferentes ganancias y tasas de muestreo.
Entonces, si tiene una señal que necesita muestrearse a 4.7 Hz (¿está dentro de su ancho de banda de ruido?) y tiene ciertos criterios para la contribución del ruido (es decir, el ADC no puede contribuir más de 1/10 del ruido o 3 dB del ruido), entonces puede determinar rápidamente si este es el dispositivo adecuado para su aplicación.
Supongamos que tiene una señal que tiene 47 nV de ruido en una banda de 4.7 Hz. El ancho de banda de ruido para un sistema de primer orden es \ $ \ frac {\ Pi} {2} * F_ {3dB} = 1.57 * F_ {3dB} \ $. El ruido en el sistema se agrega como RSS (suma de cuadrados de la raíz) \ $ sqrt (47 ^ 2 + 4.7 ^ 2) = 47.23 [nV] \ $, por lo que se ve que, para ESE escenario, el ADC no contribuye mucho.