¿Cómo medir el ruido eléctrico?

El ruido es difícil de medir y la amplitud que ve en su alcance es solo una primera indicación del nivel.
¿Quiere medir los niveles de ruido absolutos o solo comparativos? En el último caso, el osciloscopio podría ser un buen instrumento, pero a los niveles dados, el osciloscopio promedio de $500 tendrá tanto ruido que cualquier medida, de hecho, no tendrá sentido. Necesita un alcance de alta calidad + sondas ídem para hacer esto.

La dificultad de medir el ruido es que tiene un espectro de energía continuo de ancho de banda amplio (el espectro continuo hace que sea difícil separar el ruido de la señal, los filtros de muesca pueden funcionar). Lo ideal es medir la energía del ruido a través de la conversión de RMS a CC . Esto no es para los débiles de corazón, ya que su convertidor de RMS a CC tiene que ser muy sensible debido a los bajos niveles y la banda ancha. ¡Y, por supuesto, ser silencioso! El nitrógeno líquido ayuda :-).
En cualquier caso, la relación señal-ruido absoluta no es tan fácil como leer las amplitudes.

Por lo general, diseña algunas partes en los primeros giros del tablero para ayudar a medir cosas como esta. Sea generoso con las huellas para las tapas y filtros de derivación, y coloque, por ejemplo, contactos coaxiales SMA en lugares clave de la cadena de señal, pero póngalos con una resistencia SMD extraíble de 0 ohmios en la unión en T para que el trozo no tenga que afectar la cadena de señal si no se utiliza.

Para señales de baja frecuencia, puede conectar esto directamente al osciloscopio, pero los coaxiales SMA tienen una buena característica en el sentido de que algunas de las sondas con el cable de tierra integrado en la punta se pueden pegar en la posición central del conector coaxial y el El cable de tierra tocará o se puede hacer para tocar el blindaje. Sin embargo, tenga en cuenta que para obtener los mejores resultados con una sonda, debe estar activa, y luego la sonda en sí costará 3000 dólares: /

Con los fotodiodos y los amplificadores de transimpedancia, tiene el problema de que para una configuración típica (no especifica sus parámetros) solo tiene un par de microamperios y una ganancia de transimpedancia de varios cientos de miles. La inserción de elementos en el lado PD del amplificador operacional y, de hecho, el simple hecho de tener rastros de PCB en las inmediaciones podría alterar la precisión y los niveles de ruido. El revestimiento resistente a la soldadura tiene una resistencia no infinita, por ejemplo.

Por lo tanto, si puede controlar la ganancia del ADC y sabe que ha diseñado un circuito ADC muy bueno (esto puede probarlo por separado, con entradas coaxiales SMA separadas, por ejemplo) puede usarlo como un reemplazo de sonda sí si la frecuencia de muestreo es lo suficientemente alto. Esta es una buena solución y pospone la necesidad del visor más costoso (aunque puede alquilarlos si realmente los necesita en algún momento).

Stevenvh tiene razón en que el ruido puede ser muy difícil de medir, pero me gustaría señalar un punto de vista diferente.

El único momento en que el ruido realmente le importa es cuando afecta sus lecturas. Esto significa que puede simplemente tomar un ADC de su entrada, pasarlo a una computadora y luego hacer algunos cálculos matemáticos. No estoy completamente al tanto de su proyecto, pero asumo que usted "sabe" cuál es la señal que está recibiendo.

Puede obtener una cifra de SNR calculando la potencia promedio de su señal y luego para obtener su ruido, simplemente reste la señal conocida de su señal ADC, encuentre la potencia del ruido resultante y luego divida los dos. La mayoría de los sistemas tienden a convertir esto a una escala de dB. Esto no le dirá nada sobre de qué parte del sistema proviene el ruido, pero le permitirá tener una idea de qué tan bien funcionará su sistema en general.