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噪声

了解及消除1/f噪声

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<font color="#FD8900">作者:Robert Kiely</font>

<strong>简介</strong>

本文阐释1/f噪声是什么,以及在精密测量应用中如何降低或消除该噪声。1/f噪声无法被滤除,在精密测量应用中它可能是妨碍实现最佳性能的一个限制因素。

<strong>什么是1/f噪声?</strong>

1/f噪声是一种低频噪声,其噪声功率与频率成反比。人们不仅在电子装置中观测到1/f噪声,在音乐、生物学乃至经济学中也观察到这种噪声1。关于1/f噪声的来源仍存在很大争议,人们就此仍在开展研究2。

在图1所示ADA4622-2运算放大器的电压噪声频谱密度中,我们可以看到有两个不同的区域。图1左边是1/f噪声区,右边是宽带噪声区。1/f噪声和宽带噪声之间的交越点称为1/f转折频率。

噪声在高速转换器信号链中的考虑因素

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<strong>作者:Rob Reeder ADI公司</strong>

本文介绍最常见的外部噪声源以及它们如何影响高速信号链的总动态系统性能,另外给出了一些模拟和数字小技巧,可用来改善您下一款设计的信噪比(SNR)。

<strong>简介</strong>

高速模拟信号链的设计可能非常具有挑战性,因为有如此多的噪声源需加以考虑。无论频率为高速(>10 MHz)或低速,转换器都应视为高速混频器,从而所有输入引脚——无论它们pin信号的类型如何(比如模拟、时钟或电源)——都能让这些pin脚的噪声引入到输出频谱。

转换器受限于工艺水平会有特定的底噪,其取决于内部节点和偏置。大部分情况下,高速ADC采用0.18 µCMOS设计,这意味着模拟电源(AVDD)为+1.8 V。这种趋势会持续扩大周边其它驱动模拟输入和时钟的支持器件极限,导致转换器产生偏压。

由于这一转换器裕量不断受限,每一款新的设计都会面临保持−150 dBFS/Hz或更低的极低噪声频谱密度的挑战。设计人员需认识到周边噪声贡献因素对整个信号链解决方案的重要性,而这就是这种认识至为重要的原因。诚然,有很多噪声原理。本指南涉及其中的两条原理:噪声带宽和噪声源叠加。

ADC输入噪声面面观——噪声是利还是弊?

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<strong>作者:Walt Kester </strong>

<strong>简介</strong>

所有模数转换器(ADC)都有一定量的“折合到输入端噪声”,可以将其模拟为与无噪声ADC输入串联的噪声源。折合到输入端噪声与量化噪声不同,后者仅在ADC处理交流信号时出现。多数情况下,输入噪声越低越好,但在某些情况下,输入噪声实际上有助于实现更高的分辨率。这似乎毫无道理,不过继续阅读本指南,就会明白为什么有些噪声是好的噪声。

<strong><a href="http://adi.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004808-15570-mt-004c…:ADC输入噪声面面观——噪声是利还是弊?</a></strong>

如何激励板外传感器和负载

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<strong>作者:Miguel Usach Merino,ADI公司</strong>

在分布式系统中,模拟信号在传感器或负载间来回远程传输。在这类系统中,信号要传输很长的距离,噪声抑制能力成为一个重要考虑因素。噪声会耦合进信号中,结果使数据遭到破坏,由此产生不良影响。系统需要得到适当的保护,了解预期噪声的量和性质可以明确需要采取的保护措施,以取消或者至少减少环境干扰水平。

噪声源或干扰源一般有两种,根据其耦合进主信号的方式,分为共模噪声和差模噪声两种,如图1所示。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2016-12/wen_zhang_/100004478-14711-pingmuk…; alt="噪声源"></center>