¿Cómo crear un presupuesto de ruido y qué hacer con él después?

Mientras leía algunas preguntas / respuestas en este sitio, me encontré con esta respuesta de Scott Seidman y me pareció interesante.

Por lo tanto, calcule su presupuesto de ruido, calcule cuántos bits necesita y haga lo que necesita para obtenerlos. Trate de recordar que un ingeniero que excede constantemente las especificaciones en lugar de cumplirlas está desperdiciando tiempo y dinero.

¿Cómo se crea un presupuesto de ruido, y cuando tiene uno o se le da uno, cómo lo usa para determinar qué componentes necesitaría (opamps, adcs, etc.)?

Por ejemplo, si le dan un presupuesto de ruido, ¿cómo determinaría cuántos bits necesita para un ADC?

editar ADC radiométrico de enlace original , ¿es factible separar el voltaje de referencia y el voltaje de excitación por un amplificador?

Un presupuesto de ruido en este contexto parece ser la resolución mínima que necesita para obtener la información que desea.

Para el ejemplo de ADC: si desea poder resolver 0.25v de una señal de 5v, su relación señal / ruido es 5v / 0.25v = 20. Para lograr esta relación señal / ruido necesitará un ADC con al menos 5 bits de resolución: 2 ^ 5 es 32. 4 bits no funcionarán porque 2 ^ 4 es 16, que es menor que 20.

Para resumir: para elegir su presupuesto de ruido, calcule cuál es la señal mínima que necesita resolver. Luego calcule la tasa de bits más baja que necesitará para resolver esa señal.

Por supuesto, cuando se trabaja con circuitos analógicos, debe tener en cuenta la no linealidad de los circuitos. La entrada de Wikipedia sobre ADC tiene un gran resumen de cosas a tener en cuenta: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter

En pocas palabras: generalmente debe elegir un ADC con un muestreo ligeramente más alto que el mínimo que necesita.

Para completar, también mencionaré el ruido del circuito. El ruido del circuito es el ruido generado por los componentes dentro de un circuito. Los ejemplos incluyen ruido térmico, ruido de disparo y ruido 1 / f. Estos colocan un nivel mínimo en el que puede resolver una señal y aumentar la resolución del ADC en un circuito no ayudará con esto. Más información en la página de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Noise_(electronics)

Prueba esta nota de la aplicación Analog Devices .

Tengo un gran árbitro en el trabajo, desenterraré el lunes. El presupuesto de error puede implicar asegurarse de que su señal sea lo suficientemente grande como para cubrir suficientes bits y puede implicar cosas como tolerancias en resistencias que controlan su ganancia. Voy a desarrollar esto mejor en mi escritorio.

ACTUALIZAR:

Lo encontré: http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4300 . Otro buen síntoma está en esta otra nota de aplicación máxima .

Como decía anteriormente, el ruido es solo una parte de esto, pero puede burbujear en lugares sorprendentes.

¿Qué hacer con él cuando hayas terminado? Bueno, como muchas otras prácticas de ingeniería, es mejor tratar el presupuesto de errores como una ESPECIFICACIÓN; es decir, para el momento en que esté diseñando, ya debe saber cuánto error puede tolerar y qué tipo de resolución necesita. De esa manera, sabes para qué estás disparando, y no estás constantemente moviendo tus propios postes. Una vez que lo sepa, podría usar un procedimiento de presupuesto para ayudarlo en su diseño. Después de eso, todo es verificación de banco, seguido de ajustes de su diseño si es necesario.

Un "presupuesto" de ruido es realmente una especificación para el ruido máximo permitido en cada paso a través de un sistema. Por lo general, comienza con lo que debe ser el resultado final, luego trabaja hacia atrás para encontrar lo que eso significa en cada paso anterior. Como los pasos agregan ruido, el presupuesto de ruido se vuelve más y más ajustado (se requiere una mayor relación señal / ruido) a medida que retrocede.