• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

降低噪声参数的选择设计

对于微弱信号的采集处理,一个是放大需要的信号,另一个是需要降低噪声干扰,提高信噪比SNR。由于被测量的信号很微弱,传感器的本底噪声、放大电路及测量仪器的固有噪声以及外界的干扰往往比有用信号的幅值大的多,同时,放大被测信号的过程也放大了噪声,而且必然还会附加一些额外的噪声。只有在有效地抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅值,才能提取出有用信号。

常用的信号噪声处理方法就是滤波处理,滤除无用信号,尽可能降低无用信号的能量。在信号滤波处理的时候,参数选择很重要,电感值的选用除了考虑所想滤掉的噪声频率外,还要考虑瞬时电流的反应能力。如果LC的输出端会有机会需要瞬间输出大电流,则电感值太大会阻碍此大电流流经此电感的速度,增加纹波噪声。

电容值则和所能容忍的纹波噪声规范值的大小有关。纹波噪声值要求越小,电容值会较大。而电容的ESR/ESL也会有影响。另外,如果这LC是放在开关式电源)的输出端时,还要注意此LC所产生的极点零点对负反馈控制回路稳定度的影响。

电感在电路最常见的功能就是与电容一起,组成LC滤波电路。我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路,那么,交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。

在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的 LC滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感。

全部回复(9)
正序查看
倒序查看
k6666
LV.9
2
2021-04-17 17:21

电感计算

介绍一个经验公式:

L=(k*μ0*μs*N2*S)/l;

其中,

μ0为真空磁导率=4π*10(-7)。(10的负七次方);

μs为线圈内部磁芯的相对磁导率,空心线圈时μs=1;

N2为线圈圈数的平方;

S线圈的截面积,单位为平方米;

l线圈的长度,单位为米;

k系数,取决于线圈的半径(R)与长度(l)的比值;

计算出的电感量的单位为亨利H;

0
回复
k6666
LV.9
3
2021-04-17 17:23
@k6666
电感计算介绍一个经验公式:L=(k*μ0*μs*N2*S)/l;其中,μ0为真空磁导率=4π*10(-7)。(10的负七次方);μs为线圈内部磁芯的相对磁导率,空心线圈时μs=1;N2为线圈圈数的平方;S线圈的截面积,单位为平方米;l线圈的长度,单位为米;k系数,取决于线圈的半径(R)与长度(l)的比值;计算出的电感量的单位为亨利H;
电感对负载放电的时候,电容充电,通常负载电流远小于电感电流;电感充电的时候,电容对负载放电。这样,基本上你可以认为负载的功率=(电容电压最高时的能量-电容电压最低时的能量)/开关周期。所以,滤波电容越大,所需的电压纹波越小;输出电压越高,需要的电容量也越小。
0
回复
k6666
LV.9
4
2021-04-17 17:24
@k6666
电感对负载放电的时候,电容充电,通常负载电流远小于电感电流;电感充电的时候,电容对负载放电。这样,基本上你可以认为负载的功率=(电容电压最高时的能量-电容电压最低时的能量)/开关周期。所以,滤波电容越大,所需的电压纹波越小;输出电压越高,需要的电容量也越小。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好
0
回复
唐先森
LV.2
5
2021-04-20 10:42
路过
0
回复
iszjt
LV.5
6
2021-07-14 14:11

感谢楼主分享!!!

结果表明,在双响应曲面方法中,对均值设置偏倚量比其刚性约束具有较大的成本优势,在不降低稳健性的前提下引入偏倚可以降低成本.面向噪声因子的设计策略其成本低于基于双响应的有偏倚的设计,说明考虑噪声因子的设计是最有效的.

0
回复
lkings
LV.6
7
2021-07-14 21:02

感谢分享,这么好的贴子怎么能沉呢?楼主要是能把公式做成EXCEL表分享出来就好了

0
回复
鲁珀特
LV.4
8
2021-07-19 22:40

学习学习,这块懂得不太多。

0
回复
2021-08-05 18:46
@lkings
感谢分享,这么好的贴子怎么能沉呢?楼主要是能把公式做成EXCEL表分享出来就好了

降噪的方法比较多,还是具体问题具体分析。

0
回复
2021-08-07 08:17

有些信号需要用电流传输,相比电压信号更能抗干扰,楼主有接触过吗,给分享下

0
回复