Tengo una buena comprensión de la teoría de circuitos, pero solo unos pocos proyectos grandes en mi haber. En aplicaciones prácticas, ¿a qué nivel de voltaje el ruido se convierte realmente en un problema?
¿Hay algún nivel de ruido blanco "típico" en los circuitos (por ejemplo, se pueden esperar 100 mVpp en la mayoría de los circuitos).
Estoy construyendo un circuito de sensor de corriente con solo una resistencia en serie básica. Voy a medir la caída de voltaje a través de él para determinar la corriente. Digamos que iba a medir la corriente de suministro de 150V. Si uso una resistencia de 0,1 ohmios en línea y espero 10 amperios, sería una caída de 1 V y una potencia disipada de 10 W. Si uso una resistencia de 0.01, obtengo solo 1 W de potencia disipada, pero ahora mi señal es de 100 mV. ¿Se convertirá el ruido en un problema en el rango de 100 mV? ¿Un condensador simple filtrará suficiente ruido para que pueda medir la corriente de manera confiable?
EDITAR:
Estoy interesado en el ruido para circuitos analógicos específicamente. Me doy cuenta de que en los circuitos digitales hay muchos generadores de ruido debido a la conmutación. Si tengo una señal de 100 mV en una placa puramente analógica en una caja de aluminio, normalmente hay suficiente ruido para que la medición no sea confiable (digamos +/- 15%). ¿Se requieren técnicas de filtrado y, de ser así, cuáles son algunas opciones?
¿Y si esa misma señal fuera 0-100 uV?
Al evaluar el rendimiento de un circuito para una aplicación de bajo nivel de ruido, se deben considerar las fuentes de ruido internas y externas.
El ruido externo incluye cualquier tipo de influencia externa, como componentes externos e interferencias eléctricas/electromagnéticas. La interferencia se define como cualquier señal no deseada que llega en forma de voltaje o corriente a cualquiera de los terminales del circuito. Puede aparecer como picos, pasos, ondas sinusoidales o ruido aleatorio. La interferencia puede provenir de cualquier lugar: maquinaria, líneas eléctricas cercanas, transmisores o receptores de RF, computadoras o incluso circuitos dentro del mismo equipo (es decir, circuitos digitales o fuentes de alimentación de tipo de conmutación). Si se elimina toda la interferencia mediante un diseño cuidadoso y/o o el diseño de la placa, aún puede haber ruido aleatorio asociado con los componentes del circuito.
También por ejemplo existen fuentes internas de ruido, tomemos el caso de un amplificador.
El ruido que aparece en la salida del amplificador generalmente se mide como un voltaje. Sin embargo, es generado tanto por fuentes de voltaje como de corriente. Todas las fuentes internas generalmente se refieren a la entrada, es decir, se tratan como generadores de ruido aleatorio no correlacionados o independientes en serie o en paralelo con las entradas de un amplificador ideal sin ruido. Parpadeo, palomitas de maíz, ruido referido a la entrada y referido a la salida son algunos de los más comunes. Ruido interno en amplificadores.
El factor práctico es la relación señal-ruido (SNR). Y cuánto SNR es aceptable o excesivo depende completamente de la función prevista y los parámetros del circuito y el sistema más grande. En algunos casos, el sistema tolerará una SNR bastante mala (baja) porque es fácil de detectar/procesar la señal incluso en presencia de un ruido significativo.
Pero ALGUNOS circuitos tienen una tolerancia muy baja al ruido. Por ejemplo, los preamplificadores de micrófono utilizados en equipos de audio de alta calidad se acercan al límite práctico de 130 dB.
Y SNR también depende de manera significativa del ancho de banda de la señal. Es más fácil hacer circuitos de alta SNR para anchos de banda más estrechos que para anchos de banda amplios.
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