RMS szumu i sinusoidy

Sep 26, 2011 7 Replies

Mam taki k³opot.



Otó¿ mierzê sobie (za pomoc± prostownika aktywnego z filterm u¶redniaj±cym) poziom pewnego syga³u audio.



Ale kiedy sobie symulujê wszystko z u¿yciem sygna³u sinusoidalnego, to otrzymujê na wyj¶ciu tego filtra u¶redniaj±cego inne wyniki ni¿ na sygnale "realnym", który jest co prawda taki sam je¶li chodzi o napiêcia miêdzyszczytowe - ale to jest praktycznie szum bia³y modulowany amplitudowo.



I teraz - jaka jest ró¿nica pomiêdzy ¶redni± warto¶ci± sygna³u sinusoidalnego a szumu , przy za³o¿eniu oczywi¶cie ¿e oba sygna³y maj± takie samo Vpp ?


W dniu 2011-09-26 17:11, sundayman pisze:

Srednia wartość szumu to 0, pytasz się pewnei o wartość po wyprostowaniu.

Z tym pytaniem mam jeden problem, szum biały na dobrą sprawę nie ma wartości Vpp (jest nieskończona), a co pokazuje Twój miernik/jak układ potraktował ten prawdziwy sz.b. trzeba by zgadywać.

Chyba, że to nie jest szum biały, tylko np wav wypełniony rand (jakims rozkłądem, najpewniej jednostajnym;) (lepszy byłby gauss tylko obcięty zakresem).

pzdr bartekltg

U¿ytkownik "sundayman" napisa³ w wiadomo¶ci grup dyskusyjnych:j5q4nn$oqn$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Nie znam teorii - ale tak na zdrowy chlopski rozum to szum naprawde bialy moze miec dowolne napiecie szczytowe. Gdzies tam sie cos przypadkiem skoreluje i wyjdzie pik wysoki ale waski. Innymi slowy - wartosc srednia powinna byc niska.

Lepiej bedzie jesli masz jakies ograniczenie czestotliwosciowe pasma tego szumu. A prawdopodobnie calkiem rozsadnie jesli znasz metode generacji tego szumu, albo widzisz na oscyloskopie ze wiekszosc pikow tego szumu miesci sie w jakis granicach.

Innymi slowy ... jesli mozesz to zapomnij o Vpp. Mierz napiecie srednie wyprostowane, albo od razu skuteczne.

Ewentualnie podlacz wejscie i wyjscie do oscyloskopu, zobacz czy to srednie napiecie jakos odpowiada obwiedni szumu.

J.

No oczywi¶cie to jest szum w okre¶lonym pa¶mie (70Hz - 5kHz z grubsza). Jego obwiednia jest dobrze okre¶lona , i oczywi¶cie jest korelacja pomiêdzy ¶rednim napiêciem a t± obwiedni± (do mierzê jak wspomnia³em w³a¶nie ¶rednie wyprostowane). I dobrze, bo w³a¶nie o to chodzi, ¿eby wykryæ w sygnale przekroczenie okre¶lonego poziomu.

Sta³± czasow± uk³adu u¶redniaj±cego (czyli de facto RC na wej¶ciu koñcowego OPAMPa) dobra³em sobie tak, ¿eby mi pasowa³o, Tyle, ¿e np. je¶li zapodajê analoginczy sygna³ testowy sinus (o takim samym Vpp, powiedzmy 1kHz) to dostajê na wyj¶ciu pomiarowym 2.5V, a "realny" sygna³ szumowy daje mi 600mV, czyli wychodzi ¿e jakie¶ 4 x mniej. No ale to jest wynik "miernikowy" i chcia³bym wiedzieæ, jak to siê ma do teorii :)

Oczywi¶cie na razie wszystko odbywa siê na poziomie symulacji w LTSpice i CM2000 :) No ale w³a¶nie tutaj chcia³bym uzyskaæ sensowne parametry...

Dalej to idzie na MCU, wiêc chcê mie¶ poziom pomiaru mo¿liwie dobrze dopasowany do ADC, ale wola³bym wiedzieæ jak to "wyliczyæ" zamiast dobieraæ "na oko" wzmocnienie w torze.

U¿ytkownik "sundayman" napisa³ w wiadomo¶ci grup dyskusyjnych:j5q6on$b7$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

O tyle istotne ze gorna czestotliwosc ogranicza od dolu szerokosc pikow.

Eeee - to zacznij od zrzucenia wartosci wejsciowych z tego generatora do pliku, a potem sobie usrednij w excelu czy co tam lubisz :-)

Gdyby zastosowali metode generacji podajaca po prostu losowe napiecie w danej chwili czasu, losowe o rozkladzie rownomiernym, to srednia wyprostowana powinna wyjsc 1/4 Vpp, czyli z 2.5Vpp jakies

625mV na wyjsciu. Ale sinusoida daje wartosc podobnego rzedu, troche wyzsza,

J.

Dobra, mo¿e trochê zamota³em, wiêc jeszcze raz wyja¶niê ; projektujê uk³ad (prosty), który ma wykonaæ nastêpuj±c± rzecz :

Na wej¶ciu mam pod³±czony mikrofon pojemno¶ciowy. Z tego mikrofonu dostajê sygna³ w postaci szumu o zmiennej obwiedni. MCU ma mi umo¿liwiæ wykrycie okre¶lonego poziomu sygna³u.

Czyli - sygna³ z mikrofonu, po przedwzmocnieniu podajê na prostownik aktywny, z którego idzie sobie na uk³ad RC u¶redniaj±cy, który to sygna³ wchodzi na ADC.

Uk³ad testujê w TLSPice, ale mogê to robiæ na 2 sposoby :

  1. Za pomoc± "generatora", któremy zadajê okre¶lony sygna³ sinus o Vpp takim, jaki mam w realnym sygnale.

  1. Za pomoc± "realnego" sygna³u, który mam zapisany w .WAV

Oczywi¶cie te sygna³ z WAV ma te¿ odpowiedni (czyli taki jak "w realu" poziom Vpp. Jest to 20mV Vpp).

Czyli w LTSpice mam jako¶ ¿ród³o albo sinus 20mV vpp, albo nagrany w realu szum, te¿ 20mV vpp. W uk³adzie u¶redniaj±cym dostajê dla sinusa 2.5V, dla szumu 600mV.

No to teraz - z tego co piszesz, wynika³oby, ¿e w³a¶ciwie powinienem mieæ dla sinusa poziom zbli¿ony. A jest jak jest...

Hm.. Mo¿e co¶ zatem w symulacji jest nie halo...Zaraz jeszcze raz sprawdzê...

No to spróbuj nałożyć tą samą obwiednię na szum i na sinus 5kHz i porównaj sygnał na wyjściu.

No taaak, wiêc sprawa jest nastêpuj±ca :

Warto¶æ ¶rednia to Vpp przebiegu dzielona przez PI. I uk³ad dzia³a dok³adnie jak powinien. Tyle, ¿e jak siê przyjrza³em dobrze temu szumowi, to w nim poszczególne "piki" maj± faktycznie takie same Vpp jak da³em sinus, ale to tylko piki poszczególne, a ca³a reszta jest oko³o 10-krotnie mniejsza :)

Czyli wszystko siê zgadza. Jak zwykle - jak co¶ nie wychodzi, trzeba szukaæ b³êdu :)

Dziêki za pomoc !

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required