热噪声可以变废为宝吗

2364 ADS1118 热噪声

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 作者: Mike Beckman 德州仪器模拟设计中的热噪声几乎总属于寄生特性，需要不惜一切代价加以避免。输入滤波、PCB 板面布局和接地连接都是良好模拟系统中最重要的因素，但用户总能在模拟系统中找到一定量的 Johnson-Nyquist 热噪声和闪烁噪声。另一种噪声源，即量化噪声比热噪声和其他噪声源更重要。当信号从模拟转为数字时会产生量化噪声。图 1 显示了 4 位模数转换器 (ADC) 数字化正弦波这一极端实例中获得的量化噪声图 1 当您用尺子测量物体时，需要实际读取尺子的刻度来测量物体的大小，对吧？但如果物体的尺寸介于两个刻度之间会怎么样呢？如果必须在量尺刻度的两个点之间进行选择，那么您会选择最接近物体实际尺寸的刻度。两点之前最近刻度的舍入误差就是量化噪声的物理表现形式。所有 ADC 都会对连接至其输入端的电压执行这种操作。它们会进行信号检测并将实际电压近似为有限数量的步长。ADC 中所用到的步长数量决定分辨率的大小。高精度 Δ-Σ ADC 的噪声成形特性通常会最大限度地降低热噪声和闪烁噪声。对于 16 位或 16 位以下的器件而言，热噪声远远小于因信号近似而产生的误差。在此类 ADC 中，大家会发现在低数据速率下数字代码几乎没有发生变化。我们差不多只能在器件读取实际信号时看到量化误差。这样的性能对很多应用而言已经足够了。但是，我们可以改进量化噪声，这样尽管只有 16 位 ADC 也能实现比 16 位更高的分辨率。如何实现？添加噪声吗，是的！通过向 ADC 输入端添加统计随机噪声或高斯噪声，就可让 LSB 开始闪烁，这就是通常所说的抖动。如果我们对多个读入的闪烁进行平均值计算，那么与不会造成代码变化的较低噪声前端相比，结果会更加接近实际值。实现这种效果的极佳方法就是增大 16 位 ADC 的采样率，直到 LSB 开始闪烁为止。图 2 给出了一个相关实例。更高噪声会让平均值计算获得更准确的结果，同时还能提供相同的吞吐能力。图 2 计算平均值非常简单。例如，使用 16 位 ADS1118时设定采样率为 8 个样本每秒，此时大部分系统都会产生无数字代码变化的稳定结果。在这种情况下，绝大多数误差都是量化噪声。然而，如果该器件运行在 128 个样本每秒的采样速率下，噪声就会提高到足以引起数字代码的变化。为了对 MCU 中的 16 个样本求平均数，需要先累加所有输入结果。随后的除法计算也比较简单，因为样本数是 2 的幂。只需将结果向右移四位即可。这额外的 4 位就是可用的分辨率。只需一点点噪声，在相同数据速率下就能获得更高的分辨率。 0
2018-9-19 15:04:43　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × elecfans电答该类别下有 503 个回答，其中被选为最佳答案 1 次。邀请回答辰达行电子该类别下有 112 个回答。邀请回答叫我赵大只该类别下有 30 个回答。邀请回答 xiaoxue11 该类别下有 28 个回答。邀请回答 leetow2006 该类别下有 25 个回答。邀请回答西西该类别下有 20 个回答。邀请回答杰然不同该类别下有 20 个回答。邀请回答 xichi2015 该类别下有 17 个回答。邀请回答 zhtyr 该类别下有 17 个回答。邀请回答 YHZY 该类别下有 13 个回答。邀请回答曾庆发该类别下有 11 个回答。邀请回答 bigcap1234 该类别下有 10 个回答。邀请回答小程321 该类别下有 10 个回答。邀请回答 shaorc 该类别下有 10 个回答。邀请回答孙敬啊该类别下有 9 个回答。邀请回答 Music 该类别下有 9 个回答。邀请回答两只耳朵怪该类别下有 9 个回答。邀请回答卍依靠佛号走天涯卍该类别下有 8 个回答。邀请回答去玩儿该类别下有 8 个回答。邀请回答 xudajiang1988 该类别下有 8 个回答。邀请回答举报陈蕾相关推荐 • multisim的热噪声源问题 6986 • 怎么解决bandgap中晶体管的热噪声问题？ 1961 • 如何处理热噪声？ 536 • 请问热噪声如何处理 3723 • 生物采集电极导致的热噪声该如何解决 1365 • 运放噪声的反馈会带来什么影响 2780 • ADS中的热噪声源怎么设计 3580 • 为了给AD8421输入端提供直流回路而加入的大阻值接地电阻,是否会引入额外的热噪声？ 335 • 直放站的噪声系数和互调干扰对gsm网络有什么影响 929 • 关于电阻的噪声测量 7215