Aquí hay un análisis, usando interferencias HFI, EFI, PSI y GPI. Estos son el campo Magnético , que induce la basura determinista en el bucle de la traza de señal sobre el plano; campo eléctrico que induce corrientes de desplazamiento en la impedancia de los nodos del circuito; Alimentación suministra rizado / ruido de conmutación / timbre LC donde el circuito / ADC PSRR es inadecuado; Ruido de tierra , donde se calculan ground_impedance * ground_currents. El total de estos 4 interferers es de 14 milivoltios.
Configuré la herramienta --- Signal Chain Explorer --- para 20 voltios de PP en el ADC; editó las especificaciones de muestreo maestro para 18 bits y frecuencia de muestreo de 10 KHz; la retención interna de muestras del ADC es de 50 ohmios y 48 pF valores predeterminados. Muchas de estas especificaciones se pueden editar.
La SNR resultante sin interferencias es de 109 dB.
La SNR resultante con interferers (agregué interferers adicionales de las tablas de Gargoyle, para ser realistas en un sistema Arduino), es solo de 54 dB.
Conclusión: la construcción a ciegas de tal sistema producirá una medición de 9 bits con 9 bits adicionales de ruido determinista.
Aquí,acontinuación,semuestranlosresultadosdelainyeccióndelos4tiposdeinterferencias,conlarespuestadefrecuenciadelsistemautilizadaparamodelarlabasuradeterministaalteradaalaExtensióndelCódigo(elpisoderuidoolaSNR).TengaencuentaqueelcampomagnéticodelrelojMCUdemasiadocercaeselmayorproblema.
AquíestálatablaHFI(campomagnético);elSwitchRegde10MHzestáactivopordefecto;Puedesapagarlo.Puedeeditarcualquieradelosparámetros,incluidalaDistancia,paraexplorarquétancercaoquétanlejossepuedencolocaralgunosgeneradoresdecampoyaúnasíalcanzarsusmetasdeSNR.
AquíestálatablaEFI(campoeléctrico);
¿Qué puede hacer para reducir considerablemente el nivel de ruido determinista de los 4 tipos de interferencias? (Tenga en cuenta que el piso de ruido térmico, con las fuentes KT solo son el sensor 50 ohms y el ADC 50 ohms ---- ambos editables ---- solo contribuyen con 9 microVolts RMS en el ancho de banda del sistema; si desea 20 bits, es necesario reducir este 9uV; pero primero vamos a mejorar los 14 milivoltios de basura determinista existentes.
El problema principal es la ubicación demasiado cercana de las fuentes de alimentación de conmutación y de las líneas MicroController CLock / IO.
La potencia de conmutación está a solo 10 milímetros de distancia, con una frecuencia de conmutación supuesta y dI / dT. Aleja eso y protégelo.
¿Qué tan preciso es el número HFI? Utilizamos un área de bucle, definida por la longitud de la traza y la traza altura-arriba-gnd (ambas editables); indicamos la distancia de cable a bucle; declaramos el dI / dT en el cable; asumimos el peor de los casos (voltaje máximo inducido).
El reloj MCU / línea IO está a 1 milímetro de la traza de entrada del ADC; ¿quién estaría tan abarrotado para el área de PCB que enrutaría un seguimiento de reloj / datos de alta velocidad de giro a solo 1 mm de un rastreo analógico de 18 bits (o 24 bits)?
¿Qué tan preciso es el número EFI? Asumimos el acoplamiento de placas paralelas en ausencia de cualquier otra geometría mecánica. Conocemos la tasa de variación y el simulador integrado de Signal Chain Explore calcula la impedancia del nodo.