¿Cuál es el pico de voltaje pico de 15 mV rms ruido blanco?

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He estado experimentando con fuentes de ruido basadas en diodos zener. Tengo una fuente para la cual quiero determinar la tensión de ruido pico a pico. He medido el ruido con mi confiable multímetro y son aproximadamente 15 mV, lo que creo que es RMS. El ruido de estas cosas es blanco.

Entonces, ¿cómo puedo obtener la tensión pico a pico, ya que no tengo un osciloscopio? Creo que debería ser posible calcularlo a partir del voltaje RMS y algunos conocimientos estadísticos. Mi multímetro es un Maplin Precision Gold digital (M-5010EC) de 1989. El folleto de especificaciones dice que tiene un rango de frecuencia para mediciones de CA de 45 Hz a 500 Hz. Esto está calibrado para una onda sinusoidal, por supuesto, y no para una forma de onda blanca. ¿Es eso suficiente para obtener Vp-p?

    
pregunta Paul Uszak

3 respuestas

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No, no lo es. También debe saber la distribución del ruido.

La mayoría de las fuentes naturales se aproximan mucho a una distribución gaussiana, para la cual el valor pico a pico en realidad no tiene límites, aunque los valores extremos son muy raros. Técnicamente, Ruido Zener es ruido de disparo , que tiene una distribución de Poisson, pero en la práctica, esto es esencialmente indistinguible de una distribución de Gauss.

Es por eso que el ruido se mide de manera más útil como un valor RMS (potencia).

EDITAR: Otras fuentes de ruido pueden tener diferentes distribuciones. Por ejemplo, considere el ruido de cuantización que un ADC agrega a una señal. Este ruido también es "blanco" (igual potencia en todas las frecuencias) y tiene un valor RMS bien definido que un medidor puede medir. Pero este tipo de ruido TAMBIÉN tiene un valor pico a pico bien definido (que es igual al tamaño de paso del ADC) y una distribución uniforme dentro de ese rango.

    
respondido por el Dave Tweed
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El ruido térmico (aproximadamente blanco) tiene una distribución gaussiana y podemos usar estadísticas para indicar cuál es la probabilidad de que se exceda un cierto nivel de p-p: -

Porejemplo,eneldiagramadearriba,unrangode6sigmaleindicaquelaprobabilidaddequequede1Vderuidodentrodeloslímitesde6Vp-pes99.7%o,enotraspalabras,1VRMSpermanecerápordebajode6Vp-pparael99.7%deltiempo.

Tambiénpermanecerápordebajode8Vp-pel99.99%deltiempo.

Lamayoríadelosingenierosutilizan6.6sigma:estoproduceunniveldeconfianzadel99.9%,esdecir,1VRMSpermanecedentrode6.6Vp-pduranteel99.9%deltiempo.

MT-048 página 5 de ADI es una referencia útil para esto: -

Encuantoalruidozener este artículo dice que el ruido zener es ruido de "disparo" y este artículo indica que se puede modelar como un proceso de Poisson. Este tipo de distribución puede ser muy similar a una distribución normal: -

Imagentomadadesde here . Vea también este sobre los casos limitantes para Poisson y Las distribuciones normales son las mismas.

    
respondido por el Andy aka
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La medición del voltaje pico a pico en una fuente de ruido está mal definida. En teoría, la tensión de ruido no tiene un límite superior, aunque los picos grandes se vuelven exponencialmente menos probables a medida que crecen.

Es por eso que usamos rms, para indicar el poder, que es mucho más consistente. Sin embargo, rms no es una medida fácil de realizar sin el equipo correcto.

Una medida que fue popular en los viejos tiempos fue la "sensibilidad tangencial" (google). Esto se midió con un osciloscopio y un generador de onda cuadrada. La amplitud de la onda cuadrada se ajustó, hasta que se pudiera dibujar una línea a través de la parte inferior del ruido en las partes + ve de la forma de onda, y la parte superior del ruido en las partes -ve. Obviamente, esto estaba sujeto a las características del alcance, la tasa de barrido elegida y la intuición del operador.

Cualquier intento de medir el pico directamente con un detector de picos tiene el mismo problema que la respuesta del detector de picos influye en la medición, los picos rápidos no serán detectados por un detector lento.

Se llega a una medida matemáticamente mejor a través del CCDF, aunque esto también necesita el equipo correcto para realizar la medición. Esto registra la cantidad de tiempo que la señal pasa por encima de cualquier nivel dado. Esto se usa mucho ahora que la comunicación digital es la norma, ya que es un buen predictor de cuántos bits se perderán en el ruido. Por ejemplo, para el ruido guasiano, IIRC, la señal de ruido pasa en el estadio 1e-6 de su tiempo por encima de + 11dB (rms), y el 1% de su tiempo por encima de + 5dB (rms) (no use esas cifras sin comprobando!)

    
respondido por el Neil_UK

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