電源ノイズについてもう1つ質問したところ、この質問をするようになりました。
背景は次のとおりです。私は、中周波数（カップル100 KHz）でPD（光検出器）とオペアンプを備えた設計を持っています。デザインが戻ってきたら、テストしてみます。電源ノイズ、オペアンプ電源ノイズ、オペアンプ出力ノイズを見ています。プローブに触れるだけではないことに気づきました。人々は、電源ループ、特別なケーブルなどについて話します。
2週間後に別のボードを回転させます。ボードを今設計しているのであれば、ノイズを正確に測定できるように、ボードにどのタイプのテストポイントまたは要素を配置するかを質問したいと思います。<20mVタイプの信号について話している。
おまけの質問：オペアンプの出力は、プロセッサのADCに接続されています。安価なスコープを接続する場合と比較して、ADCを実行してプロットするだけで、ノイズをより深く理解できますか？
回答:
ノイズは測定が困難であり、スコープに表示される振幅はレベルの最初の指標にすぎません。
絶対ノイズレベルを測定しますか、それとも単に比較しますか？後者の場合、スコープは優れた機器である可能性がありますが、特定のレベルでは、平均500ドルのスコープ自体が非常に多くのノイズを含むため、測定は実際には無意味になります。これを行うには、高品質のスコープ+同上プローブが必要です。
ノイズの測定の難しさは、広い帯域幅の連続エネルギースペクトルを持っていることです（連続スペクトルはノイズを信号から分離することを難しくし、ノッチフィルターが機能する場合があります）。理想的には、RMS-DC変換を通じてノイズエネルギーを測定します。RMS-DCコンバーターは低レベルと広帯域のため非常に敏感でなければならないので、これは気弱な人には向いていません。そしてもちろん、それ自体が低ノイズです！液体窒素が役立ちます:-)。
いずれにせよ、絶対信号対雑音比は振幅を読み取るほど簡単ではありません。
通常、このようなものを測定するために、ボードの最初のスピンでいくつかの部品を設計します。バイパスキャップとフィルターのフットプリントに余裕を持たせ、たとえばシグナルチェーンの主要な場所にSMA同軸接点を配置しますが、T字型接合部に取り外し可能なSMD 0オーム抵抗を配置して、スタブが影響を受けないようにします。使用しない場合のシグナルチェーン。
低周波信号の場合、これをスコープに直接フックすることができますが、SMA同軸は、グラウンドリードがチップに組み込まれている一部のプローブを同軸コネクタの中心位置に固定できるという優れた機能を備えています。アース線はシールドに触れるか、または触れることができます。ただし、プローブで最良の結果を得るには、アクティブにする必要があり、プローブ自体は3000ドルかかることに注意してください。
フォトダイオードとトランスインピーダンスアンプを使用すると、通常のセットアップでは（パラメーターを指定しないでください。）数マイクロアンペアと数十万のトランスインピーダンスゲインしかないという問題があります。オペアンプのPD側に要素を挿入し、実際にPCBトレースを近くに配置すると、精度とノイズレベルが損なわれる可能性があります。ソルダーレジストコーティングは、例えば、無限でない抵抗を持っています。
したがって、ADCのゲインを制御でき、非常に優れたADC回路を設計したことがわかっている場合（これは、たとえば、SMA同軸入力を個別に使用して個別にテストできます）、それをプローブの交換として使用できます。十分に高いです。これは良い解決策であり、より高価なスコープの必要性を先延ばしにします（ただし、本当に必要な場合はレンタルすることもできます）。
Stevenvh氏は、ノイズを測定するのは非常に難しいことは正しいと思いますが、別の視点を指摘したいと思います。
ノイズが本当に重要なのは、それが測定値に影響を与えるときだけです。つまり、入力のADCを取得し、それをコンピューターに渡して、計算を行うだけです。私はあなたのプロジェクトを完全にスピードアップしているわけではありませんが、あなたはあなたが受信しているあなたの信号が何であるかを「知っている」と思います。
信号の平均電力を計算してSNRの数値を算出し、ノイズを取得するには、ADC信号から既知の信号を差し引き、結果として生じるノイズの電力を求め、2つを除算します。ほとんどのシステムでは、これをdBスケールに変換する傾向があります。これは、システムのどの部分からノイズが発生しているかについては何も通知しませんが、システムが全体的にどの程度適切に機能するかを知ることができます。