Obsah fóra hifi.slovanet.sk hifi.slovanet.sk


 
 FAQFAQ   HľadaťHľadať   Zoznam užívateľovZoznam užívateľov   Užívateľské skupinyUžívateľské skupiny   RegistráciaRegistrácia 
 NastaveniaNastavenia   Súkromné správySúkromné správy   PrihláseniePrihlásenie 
http://www.tnt-audio.com/gif/smallstereo_white.gif

Spectral noise density - měření šumu

 
Pridať novú tému   Zaslať odpoveď    Obsah fóra hifi.slovanet.sk -> Dokumentácia - How to ...
Zobraziť predchádzajúcu tému :: Zobraziť nasledujúcu tému  
Autor Správa
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: So apríl 06, 2019 16:07:25    Predmet: Spectral noise density - měření šumu Odpovedať s citátom

V měření šumu a jeho popisu v datasheetech jsem měl trochu hokej, tohle video docela hezky vysvětluje, jak je to s převodem mezi efektivní (RMS) hodnotou šumu a spektrální hustotou.
https://www.youtube.com/watch?v=ywChrIRIXWQ
Maluje tam člověk všechno na tabuli, takže se víceméně dá obejít bez angličtiny, pochopil jsem to i já...
Snad Wink
Ale abych se ujistil, zkusím to přežvýkat, kdyžtak mě opravte.
-------------------
Efektivní (RMS) šumové napětí je závislé na šířce pásma, ve které ho měříme.
Abychom z toho tu šířku pásma vyloučili, existuje parametr, který říká kolik šumu je v pásmu širokém právě jeden Hz. (obvykle se to udává v okolí 1 kHz)
Protože jde o napětí a nikoliv o výkon, jednotkou je V/Odmocnina z Hz. V praxi tedy spíš nV/Odmocnina z Hz.
Takže pokud máme v datasheetu udanou tuto hodnotu (například pro vstup operačního zesilovače, nebo výstup zdroje referenčního napětí (regulátoru), prostě a jednoduše jí vynásobíme odmocninou z šířky pásma, ve kterém se uplatňuje. Pro audio aplikace to bude 20000 Hz, nebo polovina Fs, když se bavíme o A/D a D/A převodu.
Naopak, pokud zvukovkou měříme šum, nekoukáme na záznam spektra, protože ten je ovlivněn celou řadou věcí (stupeň FFT, použité okno, průměrování) a hledíme pouze na jedno číslo, efektivní RMS hodnota, která se změnou těchto parametrů nemění. Pro jistotu vypneme průměrování, u některých programů to může způsobit malý posun.
A naměřenou hodnotu, zpravidla udávanou v decibelech, přepočteme na volty, vydělíme odmocninou ze šířky pásma a dostaneme spektrální hustotu šumového napětí, například pro porovnání s údaji výrobce obvodů.
Je v tom dvojí zjednodušení, jednak se nebere v úvahu nárůst šumu na nízkých kmitočtech (1/f) a za druhé se předpokládá ostré omezení šířky pásma, což platí pro převodníky, ale nikoliv pro RC filtry. Také to je vysvětleno ve videu.

_________________
Cui bono ?


Naposledy upravil opa dňa Ne apríl 14, 2019 01:01:33, celkom upravené 1 krát.
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: So apríl 06, 2019 21:19:20    Predmet: Odpovedať s citátom

S měřením šumu souvisí i velice pěkná aplikační poznámka Audioprecision:
https://www.ap.com/technical-library/fft-scaling-for-noise/
Popisuje známý problém, že šumové dno -150 dB v grafu FFT neznamená odstup 150 dB.
Současně uvádí korekční faktory pro tvary oken FFT (Blackmann, Hann, Hamming a další)

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Pi apríl 12, 2019 22:01:10    Predmet: Odpovedať s citátom

Pokud na měření použijete novou betaverzi REW 5.20 beta 8, můžete kalkulačku nechat v šuplíku. V modulu RTA se dá nastavit zobrazení v jednotkách V/Odmocnina z Hz.
Takže můžete mít průběh v závislosti na kmitočtu. IMHO to funguje skvěle, výsledek je stále stejný (a správný) bez ohledu na použitý tvar okna, stupeň FFT, smoothing a dokonce ani průměrování to nerozhodí. Takže když vyčkáte pár vteřin, máte hladkou, jednoznačně definovanou čáru, která (v daném kmitočtovém rozsahu) přesně definuje měřenou součástku, zapojení nebo zařízení. A současně lze s velkým rozlišením identifikovat i sebemenší změnu parametrů.
Geniální je i to, že naprosto jednoduchým a průzračným způsobem lze nastavit kalibraci zvukovky pouhým zadáním napětí pro 0 dBFS a hodnotu máte stále na očích, což minimalizuje riziko chyby !

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Pi apríl 12, 2019 22:56:30    Predmet: Odpovedať s citátom

Takže konkrétní ukázka, rozdíl šumového dna externí zvukovky Steinberg UR22 mkII když je vstup "ve vzduchu" a nebo zkratován na zem.
Gain je vytočen na maximum, takže citlivost pro plný rozkmit je 3mV, pokud je využita polovina symetrického vstupu, což odpovídá reálnému použití.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 01:04:01    Predmet: Odpovedať s citátom

Takže od teorie přejdeme ke konkrétnímu měření. Takhle například vypadá šum na výstupu No Name 78L09. Nic moc.
_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 01:06:58    Predmet: Odpovedať s citátom

Zenerka 9.1 Voltu. Hodně záleží na nastaveném proudu. Až bude víc času, chtělo by to vyrobit graf závislosti šumu na procházejícím proudu Zenerkou. Podle některých materiálů z netu je to docela divočina.
Jednou 3mA a podruhé 6mA

_________________
Cui bono ?


Naposledy upravil opa dňa Ne apríl 14, 2019 01:25:57, celkom upravené 1 krát.
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 01:10:16    Predmet: Odpovedať s citátom

Další je Zenerka 6,2 V při 6 mA. To už je trochu lepší.
_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 01:24:49    Predmet: Odpovedať s citátom

Nejmíň šumí LEDky. Poskládal jsem 5 kusů RED a 7 kusů UV, v obou případech to dá přibližně 8,3V. Proud cca 2mA.
Červená má ještě trochu zdvih na nízkých frekvencích, UV je lepší. V obou případech už narážím na dno možností zvukovky.
Kdybych to chtěl prozkoumat lépe, znamená to udělat předzesilovač s velmi nízkým šumem. Na druhou stranu, ty LEDky jsou myšleny do stabilizátoru napětí, nebo zdroje proudu, takže asi nemá cenu to hrotit. Podstatné je zlepšení oproti Zenerkám.
UV má napětí 1,2V. Pro použití ve zdroji proudu to znamená oproti běžně používaným červeným nejenom menší šum, ale také o pár desetin voltu větší rozkmit (menší úbytek napětí).
Nesmíme zapomenout na teplotní součinitel, u zdroje proudu se částečně kompenzuje s tranzistorem. U napěťového zdroje to znamená počítat s nějakou závislostí na teplotě, ale nejde o referenci pro voltmetr. Nf obvody nejsou na absolutní hodnotu napájecího napětí citlivé.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
roberto
Hifi expert


Založený: 03 marec 2007
Príspevky: 2309
Bydlisko: Brno

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 11:35:14    Predmet: Odpovedať s citátom

Pěkné porovnání..díky. Můžeš zkusit ty LED blokovat elytem jako v

http://hififorum.sk/phpBB3/viewtopic.php?f=31&t=364

mělo by to pomoct

_________________
LutaDAC, SPX2010, DPA330 modif.Danhard, Shan E520
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail Zobraziť autorové WWW stránky
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 13:14:28    Predmet: Odpovedať s citátom

Určitě by se v praktickém použití blokování elytem použilo. V první fázi mi šlo o to zjistit, jak se chovají samotné zdroje reference.
Proměření účinku blokování by asi chtělo ještě hodně nízkošumový předzesilovač, protože už takhle jsem kromě nejnižších kmitočtů na hranici možností zvukovky.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
danhard
Hifi inventar


Založený: 17 február 2007
Príspevky: 4957
Bydlisko: Praha, Jesenice

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 16:50:32    Predmet: Odpovedať s citátom

roberto napísal:
Pěkné porovnání..díky. Můžeš zkusit ty LED blokovat elytem jako v

http://hififorum.sk/phpBB3/viewtopic.php?f=31&t=364

mělo by to pomoct


Je vidět, jak tam zpočátku měří DJ_Rix nesmysly, většinou dynamický vnitřní odpor x šum zdroje proudu (LM317).

_________________
Das ganze tschechische Volk ist eine Simulantenbande !
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 14, 2019 17:38:47    Predmet: Odpovedať s citátom

danhard napísal:
roberto napísal:
Pěkné porovnání..díky. Můžeš zkusit ty LED blokovat elytem jako v

http://hififorum.sk/phpBB3/viewtopic.php?f=31&t=364

mělo by to pomoct


Je vidět, jak tam zpočátku měří DJ_Rix nesmysly, většinou dynamický vnitřní odpor x šum zdroje proudu (LM317).

Problém je i měření osciloskopem, protože tam není jasně definovaná šířka pásma, ve kterém šum sleduju a odečítání je čistě intuitivní, jak se mi jeví široká stopa.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
danhard
Hifi inventar


Založený: 17 február 2007
Príspevky: 4957
Bydlisko: Praha, Jesenice

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 11:21:38    Predmet: Odpovedať s citátom

To musíš zahrnout do předzesilovače, aby jsi se dostal nad šumy měřáků, tak by měl mít zesílení asi 100x.
_________________
Das ganze tschechische Volk ist eine Simulantenbande !
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 12:25:57    Predmet: Odpovedať s citátom

danhard napísal:
To musíš zahrnout do předzesilovače, aby jsi se dostal nad šumy měřáků, tak by měl mít zesílení asi 100x.

Co musím zahrnout ? Nějak jsem nenašel, na co ta věta reaguje...

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
danhard
Hifi inventar


Založený: 17 február 2007
Príspevky: 4957
Bydlisko: Praha, Jesenice

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 12:46:09    Predmet: Odpovedať s citátom

Omezení šířky pásma.
Šum můžeš měřit zvukovkou.

_________________
Das ganze tschechische Volk ist eine Simulantenbande !
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 13:21:24    Predmet: Odpovedať s citátom

danhard napísal:
Omezení šířky pásma.
Šum můžeš měřit zvukovkou.

Ano. Já myslel, že z těch obrázků je zřejmé, že to tak dělám.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
djrix
Hifi expert


Založený: 15 marec 2010
Príspevky: 1656

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 19:55:07    Predmet: Odpovedať s citátom

danhard napísal:

Je vidět, jak tam zpočátku měří DJ_Rix nesmysly, většinou dynamický vnitřní odpor x šum zdroje proudu (LM317).


Ano, mea culpa, to jsme si už vyjasnili, proto jsem to pak měřil jen přes rezistor a z akumulátoru. Celkově to měření škopkem byla taková náhradní metoda, taky bych to dnes měřil stejně jako opa zvukovkou.
Nicméně, jakési porovnání z toho vyšlo i tak, každopádně ty proklamované ledky nejsou zas tak zásadně lepší než konvenční řešení, proto se to možná používá akorát v DIY a profi měřáky žádné reference s ledkama nemají Smile
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 20:18:21    Predmet: Odpovedať s citátom

djrix napísal:
...proto se to možná používá akorát v DIY a profi měřáky žádné reference s ledkama nemají Smile

Můžeš upřesnit, jaké měřáky máš na mysli ?

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
djrix
Hifi expert


Založený: 15 marec 2010
Príspevky: 1656

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 20:50:36    Predmet: Odpovedať s citátom

SPEA easy test, TRI, Teradyne TS-LH ale i jiné....
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Po apríl 15, 2019 23:26:27    Predmet: Odpovedať s citátom

Aha, tak jinak. Co ty měřáky měří ? K čemu slouží ? Souvisí to nějak s měřením základních veličin jako napětí, proud... ?
_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
djrix
Hifi expert


Založený: 15 marec 2010
Príspevky: 1656

PríspevokZaslal: Ut apríl 16, 2019 07:30:15    Predmet: Odpovedať s citátom

Tohle konkretne jsou ICT testery, meri to proud,napeti a dalsi veliciny, ale staci si otevrit prece jakykoliv multimetr, i stolni a v zadnem nenajdes ledku jako referenci.
Jiste namitnete ze duvod NEpouziti ledky primarne neni jeji sum, ale spis tepelne vlastnosti, ale proste to nikdo nepouziva Smile
Nakonec uvnitr monolitickych operaku taky nesviti ledka.
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ut apríl 16, 2019 08:36:41    Predmet: Odpovedať s citátom

Dovnitř monolitického operáku by se LED-ka integrovala velmi těžko, jsou to trochu jiné materiály.
A ano, základním požadavkem na zdroj referenčního napětí je teplotní (a časová) stabilita. Lepší napěťové reference mají teplotní koeficient v jednotkách ppm (miliontiny na stupeň Celsia). Oproti tomu LED-ka má teplotní stabilitu v těchto jednotkách řádově tisíc nebo horší. Proto nemůže jako napěťová reference v měřicích přístrojích sloužit. Dlouhá léta je pro nejpřesnější přístroje standard LTZ1000 s termostatováním přímo na čipu. Tam je stabilita ještě podstatně lepší, než u běžných referencí.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
danhard
Hifi inventar


Založený: 17 február 2007
Príspevky: 4957
Bydlisko: Praha, Jesenice

PríspevokZaslal: Ut apríl 16, 2019 22:36:36    Predmet: Odpovedať s citátom

djrix napísal:
Tohle konkretne jsou ICT testery, meri to proud,napeti a dalsi veliciny, ale staci si otevrit prece jakykoliv multimetr, i stolni a v zadnem nenajdes ledku jako referenci.

Jestli to není tím, že tě u reference měřáku zajímá spíš dc stabilita s teplotou a dlouhodobá sabilita. Šum v audiopásmu tedy rozhodně ne. Courání pod 10Hz ano.

_________________
Das ganze tschechische Volk ist eine Simulantenbande !
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Ne apríl 21, 2019 00:59:39    Predmet: Odpovedať s citátom

Zkusil jsem na nepájivém poli poskládat jednoduchý předzesilovač ze dvou tranzistorů podle tohoto návodu:
http://www.janascard.cz/PDF/Design%20of%20ultra%20low%20noise%20amplifiers.pdf
Je to s podivem, ale ono to fakticky funguje, nemusel jsem tedy ani kupovat nějaké drahé operáky.
Zesílení jsem nastavil 100 x. Ve spojení s EMU1212 je citlivost vstupu 20 mV. Předzesilovač začíná zkreslovat od asi 10 mV, ale to je daleko od měřených úrovní šumu. Jenom je potřeba nastavit pracovní bod na přibližně symetrickou limitaci, je to citlivé.
Z grafu se dá odečíst, že šum je pro zkratovaný vstup cca 0,75 nV/Odmocnina z Hertz pro 1 kHz a něco pod 1nV na 100 Hz. Špičky jsou rušení 150 a 250 Hz ze sítě.

_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
roberto
Hifi expert


Založený: 03 marec 2007
Príspevky: 2309
Bydlisko: Brno

PríspevokZaslal: Ne apríl 21, 2019 21:15:12    Predmet: Odpovedať s citátom

Pekny AN

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an-940.pdf

_________________
LutaDAC, SPX2010, DPA330 modif.Danhard, Shan E520
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu Odoslať e-mail Zobraziť autorové WWW stránky
opa
Hifi inventar


Založený: 24 február 2007
Príspevky: 10511
Bydlisko: Praha

PríspevokZaslal: Po apríl 22, 2019 13:09:52    Predmet: Odpovedať s citátom

Dobrá je ta tabulka s porovnáním různých operáků. Ale vždycky mě potěší, když se povede, aby dva tranzistory trumfly nejlepší operák, který znám. Tedy pouze z hlediska šumu a ve velmi speciální aplikaci, kde se neřeší rozkmit nebo THD, samozřejmě.
_________________
Cui bono ?
Návrat hore
Zobrazit informácie o autorovi Odoslať súkromnú správu
Zobraziť príspevky z predchádzajúcich:   
Pridať novú tému   Zaslať odpoveď    Obsah fóra hifi.slovanet.sk -> Dokumentácia - How to ... Časy uvádzané v GMT + 1 hodina
Strana 1 z 1

 
Prejdi na:  
Nemôžete pridávať nové témy do tohto fóra.
Nemôžete odpovedať na témy v tomto fóre.
Nemôžete upravovať svoje príspevky v tomto fóre.
Nemôžete mazať svoje príspevky v tomto fóre.
Nemôžete hlasovať v tomto fóre.
Nemôžete pripojiť súbory do tohto fóra.
Nemôžete sťahovať súbory z tohto fóra.


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Slovenský preklad phpBB Slovak - www.pcforum.sk
TOPlist