Melulähteitä on paljon, ja niitä kaikkia on melkein odotettavissa. Todellisten piirien on käsiteltävä todellisuutta, ja todellisuudessa on paljon asioita, joita simulaattorit usein ohittavat.
Mahdolliset melulähteet:
- Vastukset. Virran kuljettaminen vastusten läpi aiheuttaa kohinaa vastuksiin. Helvetti, ne tuottavat melua vain olemalla lämpimiä.
- Virtalähteen säätimet eivät ole täydellisiä, joten jännite voi muuttua ajan myötä. Koska ne sisältävät myös vastuksia (ja muita kohinaa tuottavia osia), minkä tahansa jännitesäätimen lähdössä on kohinaa.
- Vastaanotettu melu. Sähkömagneettisten häiriöiden lähteitä on monia. Nämä voidaan vastaanottaa piirisi johdoilla (ja muilla komponenteilla).
- Oman piirisi tuottama melu. Jos piirisi kytkee päälle ja pois päältä (tai jopa sillä on vain vahvistin), se aiheuttaa vaihteluita syöttöjännitteessä. Nämä pääsevät sitten vahvistinpiireihisi ja aiheuttavat siellä melua.
- Potentiometrit. Potentiometrien pyyhkimet "naarmuuntuvat" vastusradaa pitkin. Mekaaninen liike aiheuttaa enemmän melua. Jopa siellä istuessaan pyyhin on (fyysisen) jännityksen alainen - se painaa vastusrajaa. Se aiheuttaa melua.
Melu on tosiasia kaikissa sähköpiireissä.
Oikea muotoilu voi vähentää sitä, mutta ei poistaa sitä kokonaan.
- Voit suojata asioita vähentämään ympäristöstä peräisin olevaa melua. Se on suojattuja kaapeleita ja metallikoteloita piirille.
- Suunnittelet melun vähentämiseksi. Suuriarvoiset vastukset tuottavat enemmän melua kuin matalat arvot, joten käytät pieniarvoisia vastuksia. Johtojen (tai piirilevyn jälkien) juokseminen vaikuttaa siihen, kuinka helposti piirin yhdestä osasta melu hyppää piirin toiseen osaan.
- Käytät suodattimia melun vähentämiseksi, kun se pääsee signaaleihisi.
- Käytät komponentteja, joista he itse tuottavat vähän melua. Virtalähde, joka tuottaa satoja millivoltteja melua, on ongelma herkälle piirille. Vahvistin, joka lisää signaaliin paljon kohinaa, on enemmän ongelma kuin vahvistin, jolla on alhaisempi melutaso. LM358 on hyvä (ish) opamp yleiseen käyttöön, mutta luultavasti aivan liian meluisa valitsemallesi tehtävälle.
Yllä olevat lähteiden ja parannusluetteloiden luettelot eivät edes käsittele kaikkia mahdollisuuksia. Aiheesta on kokonaisia kirjoja.
Nanovoltitason signaalien vahvistamista ei kutsuta hyväksi ensimmäiseksi projektiksi.
Mmmpf.
kaipasi sitä ensimmäistä kertaa: "leipälautan vaihtaminen".
Leipälauta on viimeinen asia, jota käytän työskennellessäni niin pienten signaalien kanssa. Jokaisen langan jokainen heilutus on melulähde - vaikka heilutus olisi liian pieni nähdäksesi. Se tuottaa helposti millivoltitason vaihtelut (ja enemmän) tuotoksessasi.
Lataussolut, joita he itse eivät ole, eivät ole aivan hiljaisia.
Tällä sivustolla on joitain tietoja erityisesti kuormitussoluista ja melusta.
Jos rakennin jotain punnituskennolla, käytän todennäköisesti ADC: tä, joka on suunniteltu punnituskennojen käyttöön. Se on esimerkki. Siellä on paljon enemmän. 24-bittinen ADC huolehtii kuormakennojännitteen näytteenotosta (mittaamisesta) matalalla melutasolla. Se suodattaa myös otetut tiedot melun vähentämiseksi. Sinun on silti kiinnitettävä huomiota ulkoasuun ja virtalähteisiin, mutta sinun ei ainakaan tarvitse yrittää suunnitella korkean vahvistuksen, hiljaista instrumentointivahvistinta.
Seuraavassa on muutama mittaus, jonka tein oskilloskoopillani ja joitain satunnaisia paloja työpöydältäni saadaksesi käsityksen siitä, millaista melua kohtaat signaalitasoilla, joita haluat tarkastella.
Piiri:
simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Laajuusanturit oikosulussa:
Se on noin 40 mikrovolttia melusta huipusta huippuun, kun mittapää on oikosuljettu omaan maadoitusliittimeen. Se on viite siitä, kuinka pitkälle soveltamisala voi toimia.
9 voltin akun melujännite:
Tämä on yhteensä 80 mikrovolttia huipusta huippuun laajuudesta ja akusta yhdessä.
Akku, jonka kuormitus on 102 kohmia:
Se on noin 350 mikrovolttia melusta huipusta huippuun, vain kuormittamalla akkua erittäin kevyesti. En saanut alakohdistinta oikein, joten lisää noin 100 mikrovolttia (1 jako) mitattuun arvoon (264 mikrovolttia) saadaksesi oikean arvon (~ 350 mikrovolttia.)
Melu jakajassa (maasta kahden vastuksen risteykseen :)
Se on 430 mikrovolttia huipusta huippuun vain yhden vastuksen yli.
Nyt paras osa - jakaja ilman akkua. Vain vastukset:
Se on 4 millivoltin (!) melun huippu huipusta, jonka anturit puristavat ympäristöstä, kun vain kaksi vastusta (102 kohm) on kytketty antureihin.
Puhdas signaali niin alhaisella tasolla on hard.
Kommentoija PNDA kysyi, mitä tapahtuu, jos muutan vastusten lämpötilaa viimeisimmässä asennuksessa (vain anturiin liitetyt vastukset).
Mitään mitattavaa ei tapahdu. Suurin osa melusta tulee muualta.
Muutin liipaisinta toiminta-alueelleni ja huomasin, että suurin osa melusta oli noin 28 kHz. Asianmukaisella liipaisimella voisin mitata myös jännitteen RMS-arvon. Se tuli noin 2 mV RMS: ään. Laajuusantureiden ollessa rinnakkain vastusten kanssa kuormitus on noin 97kohm. Vastaanotettu teho on noin 0,041 mikrowattia.
28 kHz: n häiriöiden lähde oli GSM-modeemin virtalähde, jonka olen liittänyt työpöydän pistorasiaan.
Kun GSM-modeemi on irrotettu, häiriöt laskivat noin 120 mikrovolttia RMS: ää 97 kohmiksi.Taajuus oli myös erilainen - 80 kHz.Se on noin 0,000145 mikrowattia vastaanotettua tehoa.
Lisää tutkimuksia osoitti, että 80 kHz: n häiriöt johtuvat työpöydällä olevan näytön virtalähteestä.Näyttö on käyttämäni oskilloskooppiohjelmiston näyttö, joten en voi käytännössä irrottaa sitä pistorasiasta melun poistamiseksi.Voisin kuitenkin siirtää skoopin anturin vastusten kanssa lähemmäs näytön (takaosaa) ja tehdä häiriöistä vahvempia.Tällainen todistaa lähteen.
Molemmat häiriölähteet liittyivät viime kädessä kapasitiivisesti työpöydän sähköstaattiseen suojamattoon ja sieltä kapasitiivisesti vastuksiin ja anturiin.Anturin siirtäminen pois työpöydän pinnalta vähentäisi häiriöitä.
Kuten sanoin, mikrovolttitason jutut ovat puhtaita hard: llä.
