LTSpiceで電圧ノイズをどのようにシミュレートしますか?


42

電圧ジッター/ノイズのある電圧供給をセットアップする方法はありますか?さまざまな電圧などでノイズを除去する実験をしたいのですが、LTSpiceを構成してノイズの多い電圧源を作成する方法がわかりません。

回答:


51

はい、任意の電圧(または電流)ソースを使用してノイズを注入し、randomまたはなどのwhite機能を使用してノイズを作成できます。

回路例を示します(物事を明確にするために、信号からノイズを分離しました-必要に応じて、明らかにそれらを1つの関数に組み合わせることができます)。

ノイズ回路

シミュレーション:

ノイズ回路シミュレーション

すべての機能の詳細については、ヘルプをご覧くださいcircuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources

ノイズシミュレーションモード

また、念のため、SPICEにはノイズシミュレーションモードがあり、ヘルプファイルから引用できます。

.NOISE -- Perform a Noise Analysis
This is a frequency domain analysis that computes the noise due to
Johnson, shot and flicker noise. The output data is noise spectral 
density per unit square root bandwidth.

Syntax: .noise V(<out>[,<ref>]) <src> <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq> <EndFreq>

基本的な例:

ノイズモード

シミュレーション:

ノイズモードシム

上記は、抵抗ノイズのみをモデル化しているため、かなり退屈です(ジョンソンノイズが抵抗とともにどのように増加するかを示すために、さまざまな値で抵抗をステップしました)。しかし、ダイオード/トランジスタ/オペアンプ/などを含むより複雑な回路では非常に便利です。


1
手遅れになっても、抵抗を介して追加された電圧源を使用する代わりに、次を使用できます V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() 。低ノイズ値(出力抵抗)、低級Rser
関係市民

1
F2を押してコンポーネントを検索すると、ノイズ電圧源は「bv」になります。
ジョニー

22

(まだOliの投稿にコメントを作成するのに十分な担当者がいないため、これは独自の投稿になります)。

上記のOliの投稿は非常に便利ですが、LTSpice初心者にとっては、「任意の動作電圧源」の1つを実際に作成する方法を説明する価値があります。通常の電圧源の値を変更してwhite(...)数式を入力しますが、もちろん機能しません。

代わりに、ツールバーの「コンポーネント」ボタンを押して、開いたウィンドウで「bv」タイプのコンポーネントを選択する必要があります。


4

SPICE(LTSPiceが通常のSPICEのサブセットであるかどうかはわかりません)には通常、各デバイスが生成するノイズをモデル化する機能があります。あなたの質問は、フィルタリングの効果を測定する方法と、外部干渉信号が各ノードにどの程度影響する可能性があるかについてです。

そのために必要なのは、回路の.AC解析です。

ノイズ分析を行うには、.acと.noiseの両方を使用する必要があります。したがって、ノイズ分析はAC分析のサブセットです。


確認しただけです。LTSpiceにはノイズ分析があります。しかし、部品カタログでノイズ源を見つけることはできません。誰かが一緒に来て、どこでそれを見つけたらいいかを願っています。
光子

@ThePhotonスパイスのすべてのデバイスはノイズが多い、つまり理想的ではない-ノイズが少ない必要があります。そのため、すでにモデルに含まれているはずです。LTSpiceにもそれがあるはずだと思います。
プレースホルダー

2
ヘルプファイルによると、「これは、ジョンソン、ショット、フリッカーノイズによるノイズを計算する周波数領域分析です。」したがって、回路の回路図があれば、それで十分です。しかし、たとえば、データシートのパラメーターや測定値に基づいてオペアンプモデルを作成する場合、制御されたソースなどの理想的なコンポーネントを使用することが多く、ノイズ特性を修正するノイズソース要素が必要です。
光子

@ThePhotonそれは正直と呼ばれます。私はLTSPICEを実行しておらず、物事を推測しようとはしていません。インスタンスに関する情報をフィードバックすることが理想的です。本格的なEDAツールの結果を表示することは、役に立つ場合とそうでない場合があります。すべてのSPICEバリアントは、動作がわずかに異なります。
プレースホルダー

@Photonとrawbrawb-さまざまなSPICEのモデルは一般に相互に互換性があるため、SPICEバリアントではなくモデルに問題があることを示唆しています。私の知る限り、基本モデルには、過渡シミュレーションなどのノイズモデリングは含まれていませんが、すべて専用のノイズシミュレーションで動作します。たとえば、入力電圧のないトランジェントとして私の答えの最後のシミュレーションを試みると、0Vが出力されます(予測された20-44nVとは対照的に)
Oli Glaser

1

電源からノイズを注入したいので、最も簡単なのは、小振幅のAC電圧源を既存のDC電圧源と直列に配置し、その周波数を目的の範囲で掃引することです。


1
.acは自動的にそれを行います
プレースホルダー

SPICEの知識を磨く必要があると思います。
ジッピー

0

電圧源と直列に、入力が60.34e18オームの抵抗器に接続され、ゲインが目的のV / rt-HzであるEエレメントを追加します。この抵抗値は、300Kで1V / rt-Hzを生成します。(警告:入力の片側を接地する必要があります。)

ゲインが目的のAmps / rt-Hzである電圧制御電流源への入力と同じ抵抗値を使用できます。(やはり、1本の入力リードを接地する必要があります。)ノイズ電流源は、ノイズのない電流源と並列に接続します。

ノイズ源ごとに個別の抵抗を使用する必要があります。

弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.