タグ付けされた質問 「noise」

電気的ノイズによって引き起こされる問題、またはアナログ回路の信号/ノイズ比の改善について。

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ノイズの多い信号をクリーンアップする方法は?
PIC16F684の4ピンPWM PCファンを、近接センサーのADC読み取り値から駆動されるファン速度で制御しています。これはすべて大丈夫です。 元々、ファンからのタコメーター出力を使用する予定はありませんでしたが、利用できるので、近接とファン速度間のマッピングが機能していることを確認するために、スコープで監視しています。 今、私が気づいたのは、PWMが100%でファンを実行しているとき、tach信号(10K抵抗を介してプルアップされたオープンドレイン)がきれいできれいだということです: ただし、100%未満で実行すると、ノイズが多くなります。 そのノイズにズームイン: 私はそれがPWM信号の影響を受けていると推測していますが、将来必要に応じてクリーンアップできるように、理由と方法を理解したいと思います。本当に、このようなノイズが表示されたときに何をすべきか、どのように原因を見つけ、どのように「修正」するかに興味があります。スコープは何とかトリガーできますので、CMOSレベルのシュミットトリガー入力であるPIC(RA2)の外部割り込みピンに入力するだけで、ノイズが「見え」なくなります。たとえば、別のピンからクリーンな信号をエコーし​​て、LEDなどをフェードアウトさせることができます。 誰かがノイズの多い信号を認識して修正する方法を一般的な用語で説明できますか?または、それが広すぎる場合は、この特定の問題だけでしょうか?また、私の回路に何か問題がある場合も知っておくといいでしょう。以下の回路図では、表示している信号は回路の左側にあるTACH入力です。 更新 @MichaelKarasと@techydudeの両方からの有益な提案の後、回路から完全に削除してファンを直接接地することにより、問題の原因としてQ2を除外しました。ノイズに大きな影響はありません。 そこで、予備ピン(この場合はRA1)から "クリーンな"信号をエコーするようにRA2の外部割り込みをコーディングしました。これは大いに役立ちましたが、誤った割り込みのためにまだちらつきました。(したがって、立ち上がりエッジをトラップするように割り込みを設定し、トリガーされたときに立ち下がりエッジに切り替え、その逆も同様であり、それに応じてRA1を設定/リセットします)。 しかし、(@ techydudeの提案の一部として)R3に100nFのコンデンサを追加した後、今でははるかに安定した出力が得られています。以下のスクリーンショットは、シュミットトリガーRA2入力によるクリーニングとRA1での再出力後のTACH信号です。
19 pic  pwm  noise 


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別々のグランドプレーンを接続するためのインダクタをどのように選択しますか?
アナログとデジタルの別々のグランドプレーンが1箇所で接続されているボードでは、多くの場合、接続はインダクタで行われます。このインダクタはどのように選択されますか?明らかに十分な電流を処理できる必要がありますが、他に重要な要素は何ですか? さまざまな値を試すことを期待しているため、値よりもインダクタのタイプに興味があります。
19 noise  ground  inductor 

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スイッチングレギュレータ回路から発生する高音の原因は何ですか
1.5Mhzの内部スイッチスイッチングレギュレーター(semtech.com/images/datasheet/sc185.pdf)を使用してスイッチングレギュレーター回路を設計しました。Vinは5V、Voutは3V3です。入力コンデンサ(47uf)、出力コンデンサ(47uf)、およびインダクタ(1uH)があります。問題は、システムの電源を入れると、おそらくはインダクターから高音が聞こえることです。回路に流れる電流が非常に少ない場合、音はより顕著に見えるようです。現在の需要が増加するにつれて、音は通常目立たなくなりますが、常にではありません。 私たちが間違ってしたかもしれないアイデアはありますか?より具体的にするために提供できる他の情報はありますか?インダクタの直前でレギュレータの出力を見たところ、リンギングが見られますが、リンギングが正常かどうかはわかりません。

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なぜ古典的な電子フィルターの代わりにノイズ低減に高速フーリエ変換を使用するのですか?
音声記録から環境ノイズを除去する方法を知りたい。 私はいくつかの研究を行いましたが、提案された方法のほとんどが高速フーリエ変換を使用していることに気付きました。しかし、なぜ古典的な電子フィルターを使用してノイズ周波数を除去できないのでしょうか?なぜFFTを行うことに煩わされるのですか?
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小さい信号を伝送するために、常に大きな直径の導体を使用することは賢明ですか?
もともと書かれていたこの質問は少し狂気に聞こえます。元々は同僚から冗談として私に尋ねられました。私は実験的なNMR物理学者です。私は頻繁に物理実験を行い、最終的には約100〜300 MHzで小さなAC電圧(〜µV)を測定し、可能な限り最小の電流を引き出します。これを行うには、共振空洞とインピーダンス整合(50Ω)同軸導体を使用します。サンプルをkWのRFで爆破したい場合があるため、これらの導体はしばしば非常に「ビーピー」です。高品質のN型コネクタと関心のある周波数での低挿入損失を備えた直径10 mmの同軸ケーブルです。 ただし、以下で概説する理由により、この質問は興味深いと思います。最新の同軸導体アセンブリのDC抵抗は、約1Ω/ kmで測定されることが多く、通常使用する2 mのケーブルでは無視できます。ただし、300 MHzでは、ケーブルの表皮深さは δ=2ρωμ−−−√δ=2ρωμ \delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} 約4ミクロン。私の同軸の中心が単線であると仮定した場合(したがって近接効果を無視した場合)、合計AC抵抗は効果的に RAC≈LρπDδ,RAC≈LρπDδ, R_\text{AC}\approx\frac{L\rho}{\pi D\delta}, ここで、Dはケーブルの総直径です。私のシステムでは、これは約0.2Ωです。ただし、他のすべてを一定に保つと、この単純な近似は、AC損失が1 / Dになることを意味し、導体を可能な限り大きくすることを意味する傾向があります。 ただし、上記の説明はノイズを完全に無視しています。考慮すべきノイズの少なくとも3つの主な原因があることを理解しています:(1)導体自体およびネットワーク内の整合コンデンサに誘導される熱(Johnson-Nyquist)ノイズ、(2)RF放射に起因する誘導ノイズ(3)ショットノイズと基本的なソースから発生する1 / fノイズ。これらの3つのソース(および私が見逃したかもしれない!)の相互作用が、上記の結論をどのように変えるかはわかりません。 特に、予想されるジョンソンノイズ電圧の式は、 vn=4kBTRΔf−−−−−−−−√,vn=4kBTRΔf, v_n=\sqrt{4 k_B T R \Delta f}, 導体の質量には本質的に依存しませんが、これはかなり奇妙に感じます。実際の材料の熱質量が大きいほど、(少なくとも一時的に)誘導されるノイズ電流の機会が増えると予想されるかもしれません。また、ですべてのI作業はRFを遮蔽ですが、私は助けることはできませんが、シールド(と部屋の残りの部分)は300 Kでの黒体として放射する...ので、放出することを考えて、いくつかのそれがそうであるとRFを停止するように設計されています。 ある時点で、私の直感では、これらのノイズプロセスは、無意味な、またはまったく有害な導体の直径の増加を共謀すると思います。ナイーブに、これは明らかに真実になったと思います。さもないと、実験室は繊細な実験で使用するために絶対に巨大なケーブルで満たされるでしょう。私は正しいですか? 何である最適 AC周波数fにおけるいくつかの小さな大きさVの電位差からなる情報を搬送するときに使用する同軸導体径は?すべてが(GaAs FET)プリアンプの制限に支配されているので、この質問はまったく意味がありませんか?

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40個のシフトレジスタをチェーンすると、どのような問題が発生する可能性がありますか?
40 x 74HC595シフトレジスタをチェーン化することを計画しています。74HC595のチェーン全体は、5 Vマイクロコントローラーによって制御され、これによりSDI、CLOCKおよびLATCH信号が生成されます。 以下の図に示すように、各シフトレジスタとマイクロコントローラには独自のPCBがあります。 機械的な制約のため、各シフトレジスタ間の距離は約30 cm(12インチ)になるため、制御信号は約の距離に沿って移動します。12 m(40フィート)。それに加えて、システム全体が非常にノイズの多い環境(蛍光灯、電源ケーブルなど)に取り付けられます。 私の懸念は、制御信号が非常にうるさくなり、シフトレジスタが間違ったものを出力する可能性があることです。私は考えていました: 各ボードのバッファーICを使用して、制御信号をバッファーします。どちらをお勧めしますか? 信号用のボード間にシールドケーブルを使用する CLOCK可能な限り周波数を下げる。レジスタの内容を1日に数回更新するだけです。 上記の解決策は良いことですか?信号線の(潜在的な)ノイズを最小限に抑えるには、他に何ができますか?

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DCモーターノイズの低減
DCモーター12V DCリバーシブルギアヘッドモーター-70RPM およびMCUおよびLASERを含むその他のものを使用して、すべて単一の12Vソースで駆動する回路を設計しており、モーターからの大きなHFノイズリップル(放射ではなく電気)ただし、両方を削減しても害はありません)。 私はこれまであまりモーターを使ったことがありませんでしたが、このコミュニティの記事を読んだり、インターネット上の他の場所を検索したりすると、このノイズに対処するためのテクニックがいくつかあるようです。私が遭遇したいくつかのテクニックの妥当性と欠点について。 Vcc / Gndの間、Vcc / Gndの間に2つ、中央がケースの外部に接続された2つ、上記の2つの組み合わせなど、さまざまな組み合わせで端子間に接続された小さなコンデンサ(1または10nF)。モーターが両方の方法で動作する必要がある場合、非極性。 モーターのケースを直接接地します。 モーターのVccと直列のチョークインダクター。 モーターに近いより複雑なフィルタートポロジを採用します。 モーターのケーブルをねじってシールドし、回路の残りの部分から物理的に分離します。 モーターの接地を回路の残りの部分の接地から分離し、可能であれば電源の端子に直接接続し(できない場合はできる限り近くに)、接地ループの問題を回避します(スター接地?) モーターを金属ケース内に物理的に閉じ込める(およびそのケースを接地する) VccとGnd(アノードからVcc、カソードからGnd)の間で他の敏感な機器にできるだけ近くに接続された大きな(1000uF +)、低ESR電解コンデンサを使用するか、これらの大きなコンデンサをすべてのラインの電源自体の隣に配置しますリードアウト。 リニアレギュレータを介して他の機器のいくつかを実行する(これらがHFノイズの除去に特に優れているかどうかはわかりません) さまざまなシステムにつながるさまざまなラインの電源の隣にダイオードを配置します。 上記の手法の有効性に関する一般的な回答と、おそらくDCモーターノイズからの保護に関する一般的な答えを探していますが、そのプロジェクトが実際に終わっているので、そのモーターに固有のものではありません将来のプロジェクトやその他の関心のある人のために1か所で利用できます。

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フェライトビーズの位置
DAC、ADC、CPLD、およびOpAmpデバイスに追加の電源フィルタリングを使用したいです。で、この質問私は、フェライトビーズのための世界的な場所についてのポイントを得ました。正しく理解できれば、フェライトビーズは、ノイズを発生するデバイスであるかノイズに敏感なデバイスであるかにかかわらず、デバイスの近くに配置する必要があります。一般的な問題でない場合は修正してください。バイパスキャップ回路の前または内部にビーズが配置されている回路図の例をいくつか見ました。 写真への注意:電源はVin、チップはVoutです 上記の2つのアプローチには大きな違いがありますか?

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必要以上に大きな平滑コンデンサを使用することのマイナス面はありますか?
低電力DC電圧レギュレーターを使用しています。平滑コンデンサのサイズを計算する公式はすでに知っています。これは、スコープで1つのサイズをテストし、スコープが許容可能な(非常に低い)レベルのリップルとノイズを示すまで、より大きなサイズを使用するか、さらにサイズを追加する反復プロセスです。 コンデンサのコストに加えて、(多く)切り上げて、サイズを「ちょうど十分」に調整しようとするのではなく、非常に大きなコンデンサを使用することとのトレードオフはありますか?

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サンプル帯域で広帯域ノイズのエイリアシングが「パイルアップ」しないのはなぜですか?
私は最近、サンプリング、エイリアシングの影響、およびサンプリングされた信号に対するアンチエイリアシングフィルターの影響を研究するシミュレーションを構築しました。 サンプル帯域より上の基本周波数については、サンプリングされた信号に「偽者」が見られることは明らかです。アンチエイリアスフィルターを使用すると、詐欺師を排除できます。 しかし、サンプラーに広帯域ノイズ(実際にはホワイトノイズ)信号をかけると、アンチエイリアシングフィルターが存在するかどうかに大きな違いはありません。ピークツーピークノイズはどちらの場合も同じです。もちろん、ノイズの帯域幅は変わりました。 しかし、さらに、サンプルバンド外の(偽者)エイリアスブロードバンドノイズが、サンプルバンドで実際に通過するブロードバンドノイズに重畳され、より大きなピークツーピークレベルで「積み重なる」ことが予想されます。 なぜこれが起こらないのですか? シミュレーションの時間ステップはMHzであり、調査中のシステムは1 kHzの範囲であることに注意してください。したがって、システムは事実上連続的な世界にあります。

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このすべてのノイズとは何ですか?
人々はしばしば回路のノイズについて話します。格安のオペアンプはうるさい作成することができモーターを実行し、ノイズ電源で、回路とアナログ回路の多くは、信号対を扱うノイズ比(すなわち:維持しようとしたノイズフロアが低いが)。 私の直感では、ノイズは興味のない周波数の信号の存在であるということです(これは正しい場合もそうでない場合もあります)。しかし、このノイズの原因はわかりません。 電気ノイズはどのように表示されますか?何がそれを生成しますか?どうすれば取り除くことができますか?
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ノイズジェネレーターでLNAを使用する理由
このマキシムAPPNOTEツェナーダイオードのアバランシェノイズは2つのカスケードのLNA(低雑音増幅器)によって増幅されます。 あなたは私の質問が何であるか推測できます:そもそもノイズが必要なのに、なぜ低ノイズのアンプを使うのですか?通常のオペアンプはホワイトノイズを生成しませんか?
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周波数変調されたRF LC発振器からのメインハムの除去
私は周波数変調LC発振器を構築しようとしていますが、私が試みたすべての回路は、復調後にひどい電源ハムがあります。 発振器は容量センサーによって調整されますが、この問題を解決するまで、代わりに固定コンデンサを使用しています。私はさまざまなトポロジを試しました:60〜500 MHzの異なる周波数でフランクリン、クラップ、ヴァッカニ、ハートレー。復調にSDRレシーバーを使用していますが、正常に動作し、ハムの原因にはなりません。AC電源の代わりにバッテリーを使用しても役に立ちませんでした。デカップリングに10 µFと10 nFのコンデンサを使用しています。物理的に小さなインダクタを使用することは少し助けになりましたが、ノイズはまだ許容できません。 コメントで示唆されているように、回路に電力を供給する場合と供給しない場合のすべての回路ノードをテストし、50 Hz成分はアンテナ出力にのみ現れます。 ここにいくつかのPCB図面がありますが、おそらくルーティングに間違いがありますか? 図1:Vackářトポロジ、トランジスタはBF545C 図2:フランクリントポロジ、両方のトランジスタはATF-38143 [UPD:] 要求に応じてセットアップと回路図をアップロードします。セットアップは、SDRレシーバーと、出力に一時的なアンテナとしてのワイヤを備えた発振器です。代わりに固定コンデンサC 4を使用しているため、静電容量センサーC varはありません。 図3a: 図3b: 図3c: [UPD2:] 50 HzでのSNRは4.3 dBです。フランクリン発振器の最大周波数偏差は290 kHz、出力電力は7.8 dBm、受信信号レベルは-26 dBFSです。ラップトップを接地しても違いはありません。 [UPD3:] グランドプレーンとニッケルシルバーのEMIシールドを備えた新しいボードを作成しました。1.8V LD1117レギュレータと100pFおよび390pF NP0デカップリングコンデンサを追加しましたが、それでも運はありません。ノイズ性能に大きな変化はありません。残念ながら、回路全体を入れるための鉄の箱を見つけることができませんでしたが、磁気シールドを必要としない巧妙な回路とPCB設計技術があると確信しています。たとえば、SDRレシーバーを安価な非シールドFMトランスミッターでテストしました。音量が最大になってもハム音がまったくないため、原因は間違いなく回路とPCB設計です。 ボードの写真をいくつか紹介します(フラックスについては申し訳ありませんが、削除しようとしましたが失敗しました) 図4a: 図4b: 図4c: また、以下の回答で提案されているように、SDRレシーバーからIFを記録し、低周波数でスペクトルを生成しました。 図5a:EMIシールドなし 図5b:EMIシールド付き [UPD4:] 今では面白いです。 C 4を増やすと(図3cを参照)、ノイズが大幅に減少します。復調された信号スペクトルを見てください(440 Hzの成分は、SNR測定のためにセンサーから記録されたテスト信号です)。 図6a:C 4 = 1.5 pF 図6b:C 4 = 2.7 pF …
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オペアンプ回路のノイズをどのように計算しますか?
私はこれを行う方法を知っていると思いますが、あなたは互いに矛盾する多くの異なる指示と電卓をオンラインで見つけることができます。オペアンプ回路の自己ノイズ(熱ノイズ、ショットノイズなどを含むが、外部ソースからの干渉を含まない)を計算するための明確で簡潔な手順をまだ見つけていません。には多くのエラーがありますので、ここでそれを聞いて、誰がそれを最もよく説明できるか見てみましょう。 たとえば、この回路の出力ノイズをどのように計算しますか? どのノイズ源を含めますか? オペアンプの内部入力電圧ノイズ オペアンプの内部入力電流ノイズ 抵抗器の熱ノイズ オペアンプの出力段ノイズ? 各コンポーネントの貢献度をどのように計算しますか?ノイズ成分をどのように組み合わせますか?入力等価ノイズから出力ノイズを得るためにどのゲインを使用しますか?ゲインはどのように計算しますか?信号ゲインと同じですか?どのような単純化とショートカットを作成できますか?また、結果は実際の世界とどの程度異なりますか? などなど

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