Як ви імітуєте шум напруги за допомогою LTSpice?


42

Чи є спосіб встановити джерело напруги з тремтінням напруги / шумом? Я хочу експериментувати з фільтруванням шуму на різних напругах і т. Д., Але не знаю, як налаштувати LTSpice для створення шумного джерела напруги.

Відповіді:


51

Так, ви можете вводити шум за допомогою довільного джерела напруги (або струму), а потім використовувати такі речі, як randomабо whiteфункція, щоб створити деякий шум.

Ось приклад схеми (я відокремив шум від сигналу просто для того, щоб зрозуміти речі - очевидно, ви можете комбінувати їх разом в одній функції, якщо хочете):

Схема шуму

Моделювання:

Моделювання шумового кола

Усі функції детально описані у довідці нижче circuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources.

Режим моделювання шуму

Крім того, на випадок, коли ви не були в курсі, SPICE працює в режимі шумового моделювання, цитуючи з файлів довідки:

.NOISE -- Perform a Noise Analysis
This is a frequency domain analysis that computes the noise due to
Johnson, shot and flicker noise. The output data is noise spectral 
density per unit square root bandwidth.

Syntax: .noise V(<out>[,<ref>]) <src> <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq> <EndFreq>

Основний приклад:

Режим шуму

Моделювання:

Сим. Режим шуму

Вищезазначене досить нудне, оскільки моделює лише резисторний шум (я перебирав резистор через різні значення, щоб показати, як шум Джонсона зростає із опором). Але це може бути дуже корисно для складніших схем, що містять діоди / транзистори / оппамп / тощо.


1
Навіть якщо занадто пізно, замість використання джерел напруги, що додаються через резистори, ви можете просто використовувати: V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() з прямим з'єднанням. Для менших значень шуму (і вихідного опору) нижче Rser.
стурбований громадянин

1
Джерело напруги шуму 'bv', коли ви натискаєте F2 для пошуку компонента.
Джоні

22

(Не вистачає респ. Ще для створення коментаря до публікації Олі, тож це є власною публікацією).

Пост Олі є дуже корисним, але для початківця LTSpice, можливо, варто пояснити, як насправді створити одне з таких "довільних джерел поведінкової напруги": я наївно сподівався, що зможу змінити значення нормального джерела напруги на введіть формулу білого (...), але, звичайно, це не працює.

Натомість вам потрібно натиснути кнопку "компонент" на панелі інструментів, а у вікні, що відкриється, вибрати компонент типу "bv".


4

SPICE (я не можу вам сказати, чи LTSPice є підмножиною нормальної SPICE чи ні), як правило, має можливість моделювати шум, який створює кожен пристрій. Я думаю, що ваше питання стосується того, як виміряти, наскільки ефективна ваша фільтрація, і наскільки зовнішній заважаючий сигнал може впливати на кожен вузол.

Для цього потрібно зробити це .AC аналіз схеми.

Щоб зробити аналіз шуму, вам потрібно використовувати як .ac і .noise. Отже аналіз шуму - це підмножина аналізу змінного струму.


Щойно перевірено. LTSpice має аналіз шуму. Але я не можу знайти джерело шуму в каталозі деталей --- сподіваюся, хтось може підійти і сказати, де його знайти.
The Photon

@ThePhoton всі пристрої в спеціях ПОВИННІ бути шумними, тобто не ідеальними - менше шуму. Так що вже має бути в моделях. Я підозрюю, що LTSpice також повинен це мати.
заповнювач

2
У файлі довідки "Це аналіз доменної частоти, який обчислює шум за рахунок шуму Джонсона, пострілу та мерехтіння". Тож якщо у вас є схема схеми, ви добре. Але якщо, наприклад, ви створюєте модель підсилювача на основі параметрів таблиці та / або вимірювань, ви часто використовуєте ідеалізовані компоненти, такі як керовані джерела, і ви хочете мати елемент джерела шуму для фіксації характеристик шуму.
The Photon

@ThePhoton Це називається чесність, у мене не працює LTSPICE, і я не збираюся припускати речі. Ви вводите інформацію про свій примірник ідеально. Мені, що показують результати з моїх повноцінних інструментів EDA, можуть бути або не корисні. Кожен варіант SPICE робить щось трохи інакше.
заповнювач

@Photon та rawbrawb - оскільки моделі для різних SPICE загалом сумісні між собою, це може припустити, що питання стосуватиметься моделей, а не SPICE-варіантів. Наскільки мені відомо, основні моделі не включають моделювання шуму, наприклад, перехідного симу, але всі вони працюватимуть із спеціалізованим моделюванням шуму. Наприклад, якщо ви спробуєте останнє моделювання в моїй відповіді як перехідне без напруги входу, ви отримаєте 0 В (на відміну від прогнозованого 20-44nV)
Олі Глазер

1

Оскільки ви хочете подавати шум від джерела живлення, я думаю, що найпростіше - поставити невелику амплітудну напругу змінного струму послідовно з джерелом постійного струму, яке ви вже маєте, і промітати його частоту через діапазон, який вас цікавить.


1
.ac робить це для вас автоматично
заповнювач місця

Я думаю, що мені доведеться відшліфувати свої знання про СПІСУ.
jippie

0

Послідовно до джерела напруги додайте елемент Е, входи якого підключені до резистора 60,34e18 Ом і посилення якого - бажаний V / rt-Гц. Це значення резистора виробляє 1 В / рт-Гц при 300 К. (Попередження: ви повинні заземлити одну сторону вводу.)

Ви можете використовувати те саме значення резистора, що і вхід до джерела струму, керованого напругою, коефіцієнт посилення якого - бажаний ампер / rt-Гц. (Знову ж, один вхідний кабель повинен бути заземлений.) Джерело струму шуму підключається паралельно до вашого безшумного джерела струму.

Для кожного джерела шуму потрібно використовувати окремий резистор.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.