Hvad er egentlig grunden til at digitale systemer støjer mere end analoge??? Hvorfor er et højhastigheds digitalt system (gigahertz og så'n) mere følsomt over for støj end et lavhastigheds-system (kHz)?
John
Hej John
En kort udgave, skapt stillet op. Et analog system, signal med en ren sinus, vil kunne støje på signalets frekvens. Et digitalt system, signal med ren firkant, vil kunne støje på signalets grund frekvens + alle ulige harmoniske frekvenser, da en ren firkant vil indholde alle ulige harmoniske frekvenser.
Støj problemer ved højhastigheds systemer skyltes ofte impedans forhold, og den faktor at fornuftige filtre bliver meget sværer at lave i gigahertz området.
Danny
analoge???
ulige
Ok Rigtig mange tak for svaret. Men hvad vil ulige harmoniske frekvenser sige......? Og hvad er de "lige" så?
Hvordan kan impedans forhold give støj? Og hvorfor optræder impedans-støj (hvis man kan sige sådan) så ikke i systemer der kører på lave frekvenser?
Mvh. John
Hej igen John...
Harmoniske. Hvis du har et signal med en frekvens på 2 kHz , kan det have harmoniske på 4,6,8,10,12,..... o.s.v. kHz. Hvor 4kHz er 2. harmoniske, 6kHz er 3., 8 er 4. o.s.v.
Tager du så et 2kHz sinus signal, et svagere 6 kHz(3.harmoniske) sinus, og et endnu svagere 10KHz(5.harmoniske) sinus o.s.v. og sammenlægger alle disse signaler,(3.,5.,7.,9.,11. harmoniske o.s.v.) vil du få et 2kHz firkant signal. Og omvendt vil et 2kHz firkant signal indeholde alle disse sinuser, jo stejlere flanker firkanten har, jo flere ulige harmoniske vil den indeholde. Og jo størrer frekvensspekter vil signalet kunne støje over. (I øvrigt er 5 til 6 ulige harmoniske i praksis nok til at lave en rimelig pæn firkant. Hvis du har adgang til digitalt måleudstyr eller matmatiske værktøjer, kan du prøve at lave en FFT analyse på et firkant signal).
Næste spørgsmål vil jeg gerne være fri for at give en meget specificeret uddybning af, men da jeg heller ikke er tilhænger af forklaringen "sådan er det bare" vil jeg prøve at forklare det på en simpel måde.
Man arbejder altid ud efter at flankerne i et firkant (digital) signal skal være så stejle som, nødvendigt i det pågældende system, men den idelle firkant et i praksis ikke muligt, altså et signal men risetime = 0. I et pulstog af firkant pulser med en lav frekvens, vil risetime (altså den tid det tager signalet, at skifte niveau.) ikke være så kritisk, som i et pulstog med høj frekvens,da flankestejlheden på firkanterne jo er et forhold mellem risetime og signalets frekvens.
(bemærkning. risetime måles fra 10% til 90% af niveau skiftet, ved 0 til 5 volts signal, er det den tid der går fra 0,5 til 4,5 volt under niveau skift.)
Og når vi så snakker digitale systemer i gigahertz området, kan du jo nok se at risetime skal være extrem kort, for at lave en stejl flanke. Derfor er høj- impedans ofte ønskværdigt, for at være i stand til at lave en niveau ændring med den nødvendige hastighed. Og meget høj impadans er i sig selv en indvitation til støj. Nogen lunde derfor.
Håber at denne lidt simplicificerede forklaring kunne medvirke til din forståelse.
Og til de mere teknisk kyndige: Jeg ved godt at jeg måske skulle indblande kapasiteter, som en vigtig faktor for risetime ved så høje frekvenser, med det er for mig, en for stor mundfuld, at skulle forklare på et ikke teknink plan. Så der nogen der har lyst til det, så er ordet givet vidre.
mvh Danny Jul
signalets
gigahertz
skal
af
signalet,
se
ændringsignalets
forhold,
mere
impedans-støj
frekvenser?
Ahhhh ok. Rigtig god forklaring af sammenhængen mellem firkant og antallet af frekvenser, TAK!. Men jeg er desværre nok på det punkt hvor jeg så må spørge til mere "basic-viden".....for hvordan støjer et system så på en given frekvens? Hvad er det der kan ske, ved at signalet på en printbane skifter meget hurtigt? Hvad bevirker denne støj f.eks.? Jeg er nok lidt forvirret nu, så egentlig spørger jeg vel om, hvad vil støj egentlig sige med henblik på digitale systemer?
Jeg kan nemt se at risetime skal være extrem kort, for at lave en stejl flanke. Men hvorfor hjælper høj impedans på det? Så vidt jeg ved er impedans vidst en sammenlægning af en transmissionslinies modstand induktans modstand og kapacitans modstand (RLC), gælder det så ikke om at gøre printbanen meget kapacitiv så den har lille modstand ved et højfrekvent signal, eller misforstår jeg fuldstændig hvad det er der skal have høj impedans.....?
John
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.