Menetelmiä signaali/kohina-suhteen parantamiseksi. Vahvistinten epäideaalisuudet



Samankaltaiset tiedostot
Menetelmiä signaali/kohina-suhteen parantamiseksi

S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset 2 ov

Kohina. Kohina. Mittaustekniikan perusteet / luento 8. Kohina. Kohinan mittaaminen

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Luento 6 Luotettavuus ja vikaantumisprosessit

Esitä koherentin QAM-ilmaisimen lohkokaavio, ja osoita matemaattisesti, että ilmaisimen lähdöstä saadaan kantataajuiset I- ja Q-signaalit ulos.

Sähköstaattinen energia

R 2. E tot. Lasketaan energialähde kerrallaan 10 Ω:n vastuksen läpi oleva virta.

Työssä tutustutaan harmonisen mekaanisen värähdysliikkeen ominaisuuksiin seuraavissa

Jakso 10. Tasavirrat. Tasaantumisilmiöt. Vaihtovirrat. Sarja- ja lineaaripiirit. Maxwellin yhtälöt. (Kuuluu kurssiin Sähkömagnetismi, LuTK)

r i m i v i = L i = vakio, (2)

= E(Y 2 ) 1 n. = var(y 2 ) = E(Y 4 ) (E(Y 2 )) 2. Materiaalin esimerkin b) nojalla log-uskottavuusfunktio on l(θ; y) = n(y θ)2

5. Datan käsittely lyhyt katsaus. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman

FYSA220/2 (FYS222/2) VALON POLARISAATIO

W Hz. kohinageneraattori. H(f) W Hz. W Hz. ELEC-A7200 Signaalit ja järjestelmät Laskuharjoitukset. LASKUHARJOITUS 5 Sivu 1/7

Venymälle isotermisessä tilanmuutoksessa saadaan AE AE

Puupintaisen sandwichkattoelementin. lujuuslaskelmat. Sisältö:

Hallin ilmiö. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE. Tekopäivä Palautuspäivä

OULUN YLIOPISTO Koneensuunnittelun tutkimusryhmä

Mat Koesuunnittelu ja tilastolliset mallit. Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli. Avainsanat:

Gibbsin vapaaenergia aineelle i voidaan esittää summana

AquaPro Bedienungsanleitung Operating instructions Gebruiksaanwijzing Käyttöohje FIN Rev.0607

COULOMBIN VOIMA JA SÄHKÖKENTTÄ, PISTEVARAUKSET, JATKUVAT VARAUSJAKAUMAT

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 7B Ratkaisuehdotuksia.

Ilkka Mellin (2008) 1/24

Monte Carlo -menetelmä

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta.

4. Datan käsittely lyhyt katsaus. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

1. Luvut 1, 10 on laitettu ympyrän kehälle. Osoita, että löytyy kolme vierekkäistä

Supply jännite: Ei kuormaa Tuuletin Vastus Molemmat DC AC Taajuus/taajuudet

3. Datan käsittely lyhyt katsaus

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

Markov-prosessit (Jatkuva-aikaiset Markov-ketjut)

- Keskustelu symbolein. i

Mat Lineaarinen ohjelmointi

S , FYSIIKKA III (ES), Syksy 2002, LH 4, Loppuviikko 39. Partitiofunktiota käyttäen keskiarvo voidaan kirjoittaa muotoon

Kohina. Mittaustekniikan perusteet / luento 8. Kohina. Kohina. Kohinan mittaaminen

HIFI-KOMPONENTTIJÄRJESTELMÄ

CC-ASTE. Kuva 1. Yksinkertainen CC-vahvistin, jossa virtavahvistus B + 1. Kuva 2. Yksinkertaisen CC-vahvistimen simulaatio

AMMATTIMAISTA KIINTEISTÖPALVELUA JO 50 VUODEN AJAN

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2009

Jaksolliset ja toistuvat suoritukset

1. (Monisteen teht. 5.16) Eräiden kuulalaakereiden kestoa (miljoonaa kierrosta) on totuttu kuvaamaan Weibull-jakaumalla, jonka tiheysfunktio on

Petri Kärhä 04/02/04. Luento 2: Kohina mittauksissa

Raja-arvot. Osittaisderivaatat.

Mittausvirhe. Mittaustekniikan perusteet / luento 6. Mittausvirhe. Mittausepävarmuus ja siihen liittyvää terminologiaa

b g / / / / H G I K J =. S Fysiikka (ES) Tentti

1, x < 0 tai x > 2a.

Painotetun metriikan ja NBI menetelmä

HASSEN-WEILIN LAUSE. Kertausta

Pyörimisliike. Haarto & Karhunen.

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

Tavoitteet skaalaavan funktion lähestymistapa eli referenssipiste menetelmä

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

Mittausepävarmuus. Mittaustekniikan perusteet / luento 7. Mittausepävarmuus. Mittausepävarmuuden laskeminen. Epävarmuuslaskelma vai virhearvio?

Kanoniset muunnokset

DEE Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto

ER-kaaviot. Ohjelmien analysointi. Tilakaaviot. UML-kaaviot (luokkakaavio) Tietohakemisto. UML-kaaviot (sekvenssikaavio) Kirjasto

Radioamatöörikurssi 2015

13. Lineaariset ensimmäisen kertaluvun differentiaalisysteemit

Vahvistimet. Käytetään kvantisointi alue mahdollisimman tehokkaasti Ei anneta signaalin leikkautua. Mittaustekniikka

Kokonaislukutehtävien formulointeja ( ) 1.4) Mirko Ruokokoski S ysteemianalyysin. Laboratorio. Mirko Ruokokoski

Kynä-paperi -harjoitukset. Taina Lehtinen Taina I Lehtinen Helsingin yliopisto

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

PPSS. Roolikäyttäytymisanalyysi Tämän raportin on tuottanut: MLP Modular Learning Processes Oy Äyritie 8 A FIN Vantaa info@mlp.

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava. Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava. Kokonaistodennäköisyys ja Bayesin kaava: Esitiedot

r u u R Poistetut tehtavat, kunjännitestabiiliusja jännitteensäätö yhdistettiin:

Radioamatöörikurssi 2014

Jaetut resurssit. Tosiaikajärjestelmät Luento 5: Resurssien hallinta ja prioriteetit. Mitä voi mennä pieleen? Resurssikilpailu ja estyminen

Ohjelmiston testaus ja laatu. Ohjelmistotekniikka dokumentointi

ler-modern isaatio * d *r n ax* *neäemw & rffi rffi # Sch ind Schindler {4ssxisä tu\*vmisu a**r3 \mj**nt rei

Jakso 15. Vaihtovirrat. Sarja- ja lineaaripiirit. Maxwellin yhtälöt

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

Taitaja2004/Elektroniikka Semifinaali

6. Stokastiset prosessit (2)

Mittalaitteet. M. Kuisma, T. Torttila, J. Tyster. Elektroniikan laboratoriotyöt 1 - Mittalaitteet 1

Sähkökiukaan kivimassan vaikutus saunan energiankulutukseen

PRS-xPxxx- ja LBB 4428/00 - tehovahvistimet

ABTEKNILLINEN KORKEAKOULU

Uuden eläkelaitoslain vaikutus allokaatiovalintaan

2 Keminmaa Haaparanta TORNIO. > 40 db > 45 db > 50 db > 55 db > 60 db > 65 db > 70 db > 75 db. Vt 4 Kemi

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

Kuva 1: Radiokäsilähtein 1-osainen

4. A priori menetelmät

Tilastollisen fysiikan luennot

Lähdemateriaalina käytetty Pertti Louneston kirjaa Clifford Algebras and spinors [1]

SU/Vakuutusmatemaattinen yksikkö (5)

Sisällysluettelo Laitteen asennus Toiminnot Tekniset tiedot Asetukset Viestikoodit Huolto Takuu Turvallisuusohjeet Toiminnot

Harjoituksen pituus: 90min 3.10 klo 10 12

Phono:47k 200 pf, Aux (Line): 10 kohms ASB312 kaiutinjakaja 2tie stereo 25,90

BL20A0600 Sähkönsiirtotekniikka

1. välikoe

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

1 f o. RC OSKILLAATTORIT ja PASSIIVISET SUODATTIMET. U r = I. t τ. t τ. 1 f O. KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ja liikenteen ala

Transkriptio:

Mtlmä sgaal/koha-suht paratamsks Vahvstt pädaalsuudt Atur kohasovtus vahvstm Suodatus Chopprvahvstmt Lock- vahvst (Vahhrkkävahvst, PSD) Kskarvostus (Auto- ja rstkorrlaato) Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 1 Vahvstt pädaalsuudt Kohavrta, kohajät Offst jät Ssäätulo dff. Jät ku ulostulo o olla. Bas vrrat Ssäämossa styvät vrrat Laarsuus CMRR = Commo Mod Rjcto Rato Yhtsmuotos sgaal vamus Mttausvahvstmks (1. vahvstast) valttava hyvälaatu vahvst, jossa ämä tkjät o optmotu Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks

Atur ja vahvstm kohasovtus Mtattava lmö ja atur välllä pyrttävä maksmomaa srtyvä tho Kytktäprssä / vahvstmssa kohasovtus, maksmotava sgaal-koha suhd Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 3 Atur kohamall Atur koha-aalyys lähtökohta o sähkö sjaskytktä Passvst aturt: Passvst kompott sjaskytktä sm. lämpöatur: Aktvst aturt: Passvst kompott sjaskytkä lsäks kohalähttä tuovat fyska lmöstä johtuvat muut kohamkasmt. Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 4

Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 5 Opraatovahvstm kohamall OpAmp: koha vodaa kuvata ottopuol jät- ja vrtakohalähtllä ja Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 6 Opraatovahvstm kohamall + + + + = ) ( ) ( ) ( 0 S S s R Z R Z R Z Z A S s 4kTRB = 1 ) ( + S Z R Z ( ) / 0 S R A s + + = = Ulostulokoha:

Kohasovtus Kohaluku Optm F d dr SNR = SNR F = IN OUT d dr = + + 4kTR s + s 4kTR B R B + R s s S S = 0 R = s F MIN = 1+ ktb Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 7 Kohasovtus muutajalla Vahtosgaala atavlla aturlla Kohasovtus vodaa suortttaa sjottamalla muutaja aturast ja vahvstast väl. Vahvstm äkmä vastus muuttuu muutaja muutosuht fuktoa Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 8

Kohamall jätvahvstmll Huomotavat kohalähtt: Vahvstm ssäämossa äkyvä rsstass R EQ koha. R EQ muodostuu Atur ja slla muodostamasta vastukssta R s skä vahvstkytkä ssäämompdasssta R 1 R. OpAmp ssäämoo rdusodusta vrtakohaasta I N (muuttuu jättks vastuksssa R EQ ) OpAmp ssäämoo rdusodusta jätkohasta V N Yhtsvakutus saadaa summaamalla kohalähtt löllsst Vakutus ulostulossa saadaa krtomalla vahvstukslla (1+R 1 /R ) Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 9 Vrtajätmuutm kohamall Kohalähtt: OpAmp vrtakoha, OpAmp jätkoha, takaskytktävastus, dtktor (tässä fotodod) rakkasvastus ta mpdass Kakk lähtt kaattaa rdusoda ssäämoo vrtoa! Jät ulostulossa saadaa krtomalla kohavrta pr vahvstukslla R f Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 10

Vahvstm valta Atur mpdasstaso määrää mlla vahvst ataa parhaa sgaalkohasuht Saattaa rppua halutusta taajuusalusta (1/f koha ahuttaa s tt / pysy vakoa) Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 11 Suodattm vakutus kohaa Suodattm thtävä o parataa sgaal-koha suhdtta (kohaluku pmp ku 1) Suodat o myös koha lähd Suodattm kohat mmotava-> oka suodatsuuttlu Aktvst suodattmt kohsvat us mmä ku passvst, jollo rttä kohahrkssä sovllutuksssa käyttää passvsa ratkasuja Suodattm ast kasvassa suodattm oma koha kasvaa mutta tosaalta läp pääsvä koha p Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 1

Suodattm vakutus kohaa U SNR, ( B ) F = = SNR U out out 1, 57 1, 57, + 4kTR πrc πrc 1, 57, π RC 4kTR 1,57 = + B B π RC ( ) ( ),, πrcb, ( B) πrc Esmrkkä alpäästösuodat Olttaa, ttä sgaal kulk väärstymättä suodattm läp (U out =U ) Ku ssää kytkytyvä koha o luotltaa valkosta, saadaa suodatuks vakutus lkma kastoj suhta. 1, 57 4kTR 1, 57 + Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 13 Alpäästösuodattm kohaluku F 1E+00 1E-01 1E-0 1E-03 1E-04 Alpäästösuodattm kohaluku (C =1 uf, B =1 MHz) F (=1 uv) F (=10 uv) F (=100 uv) F (=1 mv) 1E-05 1.E+00 1.E+01 1.E+0 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 1.E+09 R [Ohm] Kuvaa o Smulotu alpäästösuodattm kohalukua R: fuktoa ljällä r arvolla. B=1 MHz, C=1 uf. Havataa, ttä suodat parataa SNR:ää. F p vastuks kasvassa, koska kasta kap. Tty raja-arvo jälk F ää p, koska vastuks lämpökoha alkaa vakuttaa. Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 14

Opraatovahvstm offst jät Pt jättd mttausvahvstma rajottaa rtysst offst-jättt ja 1/f-koha Offst-jät U OS luokkaa 10 µv parhammllk vahvstmll U OS o lämpötlarppuva ja muuttuu aja fuktoa Vodaa vähtää chopprvahvstmlla Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 15 Choppr-vahvst Kytkm asossa Z (zro) kapastasst C ja C 3 varautuvat opraatovahvstm put- ja outputoffst-jätts Kytkm asossa S sgaal kulk rttä R 1, R, C, vahvst, C 3, R 3, Choppaus-taajuus tyypllsst luokkaa sadosta hrtsstä klohrtsh R 1, ja C 1 muodostavat at-alas suodatuks (Tarvtaa!) C 4 mtottaa ptämää ulostulo vakaaa ollauks akaa Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 16

Choppr-vahvst korkammll taajuuksll Pruskytktä tomaoastaa matallla taajuukslla Vr kytktä tom korkammll taajuuksll Nollaus-vahvst A korjaa päävahvstm A 1 offst raalajassa ollausp avulla Nollausvahvstm ollaus thdää kytkm asolla Z Kapastasst C 1 ja C varastovat ollausjättt A 1 o jatkuvast kytkttyä ulostuloo -> taajuusrajotusta laskostumssta Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 17 1/f koha bpolaarsssa ja chopprvahvstmssa Choppaus ahuttaa vahvstm ulostuloo laajakastasta kohaa Suurlla kohakastalvyksllä kohaomasuudt vovat olla jopa huoompa ku lma choppausta Kohakastalvyd ptäm (tgrotaja kasvattam) käätää tlat choppr-vahvstm duks Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 18

Choppr-vahvst Itgrotu opraatovahvst tarkkuusmttauks, sm. TC7650 (TlCom Smcoductor Ic.) AD8551/AD855/AD8554 (Aalog Dvcs Ic.) Erttä p offst-jät Taso 1 µv Lämpötlarppuvuus 0.005-0.05 µv/ C Käyttää ormaal opraatovahvstt tapaa, sm. Lämpötlassorssa Passorssa Pt vrtoj tarkkuusmttauksssa Vymäluska-atur vahvstmssa Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 19 Lock- vahvst Mttaa AC-sgaala ttyllä (säädttävällä) taajuudlla. Ulostuloa o DC-jät, joka o suhtssa AC-sgaal ampltud Tutto mull taajuuskompotll Vahvst koostuu ljästä osasta Esvahvst (dffrtaal- ja/ta vrtassäämo) Vahsrtäjä (rfrsssgaalll) Skottaja (dmodulator, mxr, phas-sstv dtctor, PSD) Alpäästösuodat Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 0

Pruskytktä Alkuprä sgaal vahvsttaa ja suodattaa Sgaal skottaa rfrsssgaal skottajassa Alpäästösuodattm jälk saatava DC-jät rppuu va sgaal välsstä vah-rosta ja mtattava sgaal taajuuskompot ampltudsta Vahsrtmllä (phas-shftr) maksmodaa sgaal Erttä kapakasta, hyvälaatu kastapäästösuodat Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 1 Vahhrkkä lmasu Sgaalt samassa vahssa Mkäl rfrsssgaal ja mtattava sgaal ovat samassa vahssa, saadaa maksmaal sgaal 90 ast vahsrrolla saada lakaa sgaala 90 ast vahsrto Sgaal maksmodaa mauaalsst vahsrrolla Vktor-lock-vahvstmssa mtataa kahdlla kaavalla (vahsrto 90 asttta) ja lmastaa kaav tholl summa ja vah-ro Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks

Aalog lock- vahvst Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 3 Sovlluksa Ssäsllä oskllaattorlla (rfrsssgaal) käytttyä lock- vahvst tom sgaalaalysaattora Ulkosks rfrssks vodaa kytkäalkuprä sgaal (sm. lasr modulottaajuus) joka kulkua vamtavassa järjstlmässä halutaa tutka (sm. spktroskopa). Alkupräs sgaal jäätt vodaa kavaa hyvk kohassta ympärstöstä Lukusa käyttökohtta optsssa mttauksssa Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 4

Esmrkk: Opts trasmttass mttaus Valolähtstä suodattaa kapa aalloptuuskasta mookromaattor avulla Mookromaattor valo t vamtava a läp Vamtuut sgaal lmastaa prts ko Lattstolla vo mtata o 0.001% trasmttassja, mkä jälk sgaal hukkuu kohaa ja taustavaloo Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 5 Trasmttass mttaus lock- vahvstmlla Katkotaa sgaala katkojalla (choppr) Katkojasta saadaa rfrsssgaal lock- vahvstmll hko sgaal lmasua vart. Trasmttassmttauksa vodaa laajtaa o kolmlla dkadlla tasoll 0.000 001% Kuva katkoja muut välttämättä ol optmaalsssa pakassa. Mh s ptäs lattaa? Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 6

Kskarvostus DC-sgaal ta tostuv AC-sgaal SNR:ää vo parataa kskarvostamalla Kskarvostuksssa sgaal summautuu artmttsst, koha summautuu löllsst m krtaa kskarvosttull sgaalll SNR m S + S +... + S 1 m = = N1 + N +... + Nm m SNR SNR para ss suhtssa tostokrtoj löjuur Ptr Kärhä 0/0/009 Luto 4: Mtlmä SNR: paratamsks 7