Форум » Моделирование аналоговых устройств » отношение сигнал-шум » Ответить

отношение сигнал-шум

msa: Помогите получить график отношения сигнал-шум на входе транзисторного каскада и на его выходе. Для версий MC7 и MC8

Ответов - 16

Marina: См. здесь http://slil.ru/25874822 .

msa: Уважаемая Марина Аркадьевна большое спасибо за ответ! Можно если возникнут вопросы по вашим рекомендациям, обратиться за уточнениями? msa.

aluma: Marina Сорь за беспокойство,в Вашей статье о шуме на 3-й страничке в пояснении ко второй формуле описка-речь о токе. ЗЫ. Большое спасибо за ваш (с Aml) труд. С уважением. Александр Улановский.

Marina: в пояснении ко второй формуле описка-речь о токе. Спасибо, поправила. Но файл в Интернет пока не перезаливала - описка незначительная.

msa: 1). Если на конкретной частоте (1К) взять разницу между (onoise – inoise), можно ли считать это, значением шума схемы (транзисторного каскада) на этой частоте ?? 2). В предыдущих ответах по этой теме показывалось, как определить отношение С/Ш приведенный к входу .Define SNRu 0.5*DB(Vm^2/2/SD(inoise^2)). А как определить отношение С/Ш в конкретном узле схемы или на выходе схемы? .Define SNRu 0.5*DB(Vm^2/2/SD(оnoise^2)) ??

msa: 1). Пробую получить зависимость отношения С/Ш от входной ёмкости схемы предусилителя SNRu (С1) пишет сообщение, что С1 неизвестный идентификатор, что можно сделать?? 2). На некоторых графиках в примерах (скажем на частоте 1К) значение onoise меньше, чем inoise, это дефект МС-9 или как это понять?? Ведь не может шум на выходе быть меньше, чем на входе, если это не схема фильтра ?

Marina: Относительно С1 проверьте не набрано ли наименование конденсатора в русском регистре (на всякий случай перебейте, включив латынь). Относительно Inoise и Onoise такое может быть, если в рассматриваемом диапазоне частот коэффициент передачи усилителя меньше 1. Постройте АЧХ усилителя в обычном AC-анализе, погасив вывод шумовых переменных (в противном случае АЧХ не построится).

msa: Уважаемая Марина Аркадьевна вами на форуме и публикации книги по МС9,10 дана формула для вычисления отношения С/Ш при АС-анализе .Define SNRu 0.5*DB(Vm^2/2/SD(inoise^2)). В МС10 есть встроенная функция вычисления SNR в анализе Harmonic Distortion. Если вычислять значение С/Ш в МС10 одной и той же схемы при АС-анализе по формуле .Define SNRu 0.5*DB(Vm^2/2/SD(inoise^2)) и SNR в анализе Harmonic Distortion в той же полосе частот, то получаются значения отличающиеся на 100дб.??!! Хотелось бы знать ваше мнение, в чём причина??

Marina: Есть небольшие расхождения, я проверяла, но у меня не получалось столь большая величина (100 дБ). Я еще раз проверю на схеме простого усилителя и напишу в форум (в ближайшее время). Чтобы лучше разобраться с этой проблемой - просьба прислать Ваши схемы для моделирования в Micro-Cap.

msa: 1). Не происходит переход на сервис http://zalil.ru/ При нажатии файл с компьютера, предлагается QIP-cервис, раньше им не пользовался, но попробуйте нажать ссылки внизу. http://qclk.ru/kH/dxrG http://file.qip.ru/file/SsO9CX8k/BP_FILT_2a.html 2). Использовал МС10.0.9.2 Evaluation, взял файл из папки DATA/Filters/BPFIT.cir, это полосовой фильтр, добавил на вход источник сигнала sin-(1V, 1kHz) и источник шума (макрос) -2V. По сравнению с сообщением от 16.08.13г. разницы в 100дб нет, на частоте 1kHz (именно в этой точке) SNRu примерно 128-129дб., но кривые в АС-анализе и Harm.Distor., ну очень разные. Хотелось бы знать ваше мнение, это из-за использования другой формулы в Harm.Distor.-анализе или я сделал ошибки в настройке файла?

Marina: Теория анализа шумов двумя способами описана в Книга по Micro-Cap на стр. 299-305, 333-343. Пока я проверила на усилителе: схема для MC10 анализ SNR усилителя. Пояснения разместила на поле графиков. Почитайте их, пожалуйста. Но пока и мне не все понятно - а именно расхождения в значениях SNR, полученных двумя способами, при использовании полосы шире чем полоса пропускания усилителя. Возможно это вычислительная ошибка анализа Harmonic Distortion. Ваши схемы посмотрю чуть позже.

Marina: Посмотрела Вашу схему. Все похоже сделано верно, за исключением указания полосы частот для шума. Однако, я кажется начинаю понимать в чем дело. Дело в большой относительной ошибке расчета анализа Harmonic Distortion. Почему столь сильно по форме отличаются кривые отношения сигнал-шум в частотном AC-анализе и в анализе искажений Harmonic distortion я писала в предыдущем сообщении. Вычисление происходят по разному и SNR в двух видах анализа имеют несколько различающийся физический смысл. Относительная ошибка уменьшается в Harmonic Distortion с увеличением амплитуды входного сигнала. Поскольку схема линейная - используются модели ОУ Level 1 (без ограничения выходного сигнала), то во всех случаях кривая SNR должна повторять форму АЧХ фильтра в AC-анализе. Однако совпадение точное наблюдается лишь при больших сигналах. Это говорит о том, что велика ошибка при малых уровнях сигнала. Стало быть точные результаты получаются в режиме AC-анализа при вычислениях по формуле, предложенной мной в книге по Micro-Cap на стр. 299-305. Снижение точности при вычислении SNR в рамках Harmonic Distortion происходит также при выходе за пределы полосы пропускания (фильтра, усилителя) - при этом амплитуда первой гармоники на выходе сильно уменьшается и рассчитывается не точно. См. файлы АЧХ , SNR в АС и Harm Dist В демо-версии они рассчитываются долго, поэтому прилагаю скриншоты: АЧХ фильтра: click here , результаты расчета SNR в Harmonic Distortion при амплитуде на входе 1, 10, 100В: click here , результаты расчета SNR в AC-анализе при амплитуде на входе 1, 10, 100В: click here .

Marina: Еще раз пишу. Дело в том, что для правильности эксперимента с отношением сигнал-шум SNR в Harmonic Distortion следовало отключить источник шума на входе BP_FILT_2a_Aml_без источника шума на входе.CIR - он вносил погрешность при вычислении первой гармоники сигнала на выходе (числитель в отношении сигнал-шум SNR, знаменатель, напоминаю SQRT(интеграл от Fmin до Fmax ONOISE^2), т.е. эффективное значение шума в полосе частот Fmin-Fmax на выходе). Графики SNR при этом при разной амплитуде сигнала на входе имеют одинаковую форму, как и должно быть см. click here . Но теперь я не понимаю расхождение в 50 дБ с AC-анализом в отношении сигнал-шум для полосы частот 1Гц-10 кГц!!! Разобралась. Опять та же история, что и в предыдущем сообщении. При выходе за полосу пропускания из-за ошибок в вычислении малых значений первой гармоники сигнала на выходе получаются столь большие расхождения. Стоит изменить полосу оценки шума на полосу пропускания фильтра 1.6Гц-1кГц, SNR в двух видах анализа начинают совпадать см. Графики AC и графики Harmonic Distortion . Вот как будто бы все. Т.е вывод такой: при вычислении отношения сигнал-шум в рамках анализа Harmonic Distortion следует использовать полосу пропускания устройства (усилителя, фильтра). В противном случае из-за ошибок в вычислении малого значения первой гармоники полезного сигнала на выходе результат SNR получается неверным. Или еще какая-то причина (возможно эффективное значение шума в полосе частот вычисляется неверно). Позже разберусь. Словом, в Harmonic Distortion при вычислении SNR надо использовать полосу пропускания устройства.

Marina: Sorry, ошибка была у меня при вычислении SNR в рамках AC-анализа, спасибо, кстати, за хороший вопрос!!! SNR надо вычислять по другой формуле: исправленные формулы . Вот схемный файл, где SNR в двух видах анализа совпадает для любой полосы частот, см. AC и Harmonic Distortion: схема с правильными формулами . Вот скриншоты результатов ее анализа: В режиме AC: SNR-AC В режиме Harmonic Distortion: SNR-Harmonic Distortion В ближайшее время внесу изменения в книгу - она находится по ссылке на 3 сообщения выше.

Marina: В книгу Книга по Micro-Cap внесла исправления. Можно почитать теорию на стр. 299-305. Схемы Book-MC пока не исправляла.

Marina: Исправила и схемы каталога Book-MC.



полная версия страницы