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caratterizzazione del rumore elettronico

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ritratto di carlotta masciocchi
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1 anno 44 settimane fa
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Buongiorno a tutti,

mi servirebbe un consiglio. Ho realizzato un circuito elettrico caratterizzato da tutta una serie di partitori di tensione messi in parallelo tra loro e l'ho connesso alla strumentazione. Quest'ultima comprende una scheda di acquisizione che mi permette di leggere la tensione elettrica ai capi di ciascun partitore e un generatore di tensione esterno che mi alimenta il tutto. Nel momento in cui ho effettuato tutti i collegamenti e ho cominciato a leggere le tensioni nel tempo, naturalmente queste mi oscillano a causa del rumore dovuto alle connessioni elettriche. Visto che devo lavorare sulle variazioni di tensione devo prima caratterizzare il rumore. Per farlo basta calcolare la media e la deviazione standard del segnale o devo fare qualcos altro? Grazie mille a tutti

ritratto di Emanuele
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Ciao Carlotta, questa è una

Ciao Carlotta,
questa è una domanda alla quale credo Piero saprà risponderti meglio di me :)

Io però posso anticiparti che domani pubblicheremo un articolo Premium sulle resistenze di precisione a basso rumore nelle applicazioni di rilevamento sismico (articolo richiesto esplicitamente da un altro utente)

ritratto di Piero Boccadoro
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Ciao Carlotta. Dunque, prima

Ciao Carlotta.
Dunque, prima di tutto sarebbe utile sapere che tipo di connessioni hai fatto. Si tratta, immagino, di dispositivi discreti, giusto?
Altra cosa importante da tenere presente è la lunghezza delle connessioni. Di solito, se lavori con segnali analogici e di "grande" ampiezza, queste contano poco ma più i segnali in esame sono piccoli e digitali, peggio (o più) influiscono i collegamenti in termini di lunghezza.
Altra cosa alla quale devi prestare attenzione è la temperatura. Poco si tende a tener conto di questa grandezza ma è vero che più a lungo i dispositivi sono sotto tensione, più si riscaldano e più si degradano.
Ora facciamo alcune precisazioni: supponiamo, in particolare, che siano resistenze discrete (se non è così, fammelo presente).
Tieni presente che il valore nominale di una resistenza è non "puramente indicativo" ma "vero fintanto che tieni conto delle tolleranze".
Immagino tu abbia già familiarità con i codici colore delle resistenze...
Bene, se tieni presente che il valore della resistenza è "tot + o - il 5%" (ad esempio), già hai una variabilità sui valori non indifferente (a seconda della precisione con la quale vuoi fare le misure e del fondo-scala!)...
I primi tempi, a laboratorio, quando usavo il multimetro e i puntali, mi tremavano le mani quando usavo il multimetro (eh già....mi emozionavo, devo ammetterlo!) e questo causa fluttuazioni non indifferenti sui valori misurati...

Una volta che abbiamo debitamente considerato tutto questo, tieni a mente che prima di segnare una misura essa deve risultare "più o meno" stabile sul display (e vale a maggior ragione se per visualizzare quei valori usi un oscilloscopio!).

Ora che abbiamo eliminato, o debitamente considerato, gli errori umani, veniamo al rumore.
Il rumore con cui hai a che fare è sicuramente bianco, assimilabile a gaussiano ed è ragionevole supporre che sia a media nulla.
Se polarizzazione c'è devi tener conto del fatto che lo strumento con cui effettui la misura potrebbe essere di per sè polarizzato...
Siccome si tratta di rumore di questo tipo, hai da calcolarlo con le sue variabili statistiche principali, ovvero media e varianza.

Quindi, in sintesi, la risposta è: si. In linea di principio per caratterizzare un rumore di questo tipo ti basta questo. Calcolare media e varianza.
Assunto che è rumore gaussiano, per calcolare (analiticamente la media devi calcolare E[x],ovvero l'integrale del prodotto tra la variabile aleatoria e la funzione densità di probabilità (assunta gaussiana).
Per calcolare la varianza, invece, devi calcolare il valore quadratico medio, ovvero l'aspettazione dello scarto quadratico, ovvero E[(x-m)^2], dove m è la media che hai calcolato prima.

E quando hai fatto questo e "conosci" il rumore, ovvero lo conosci in termini delle sue variabili statistiche di riferimento, puoi andare avanti a calcolare le tensioni "effettive".

Tieni sempre in debita considerazione la precisione dello strumento: il valore di fondo scala, il numero di bit su cui la misura ti viene proposta, gli errori di non linearità integrale e differenziale dei convertitori degli apparati digitali (se è digitale lo strumento che hai per le mani)...

E buon lavoro :)

PS: spero di esser stato chiaro. Se non è così, segnalamelo :)

ritratto di Piero Boccadoro
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Ciao Carlotta. Novità? Ti

Ciao Carlotta.
Novità?
Ti segnalo brevemente che l'articolo cui si riferiva Emanuele è questo: http://it.emcelettronica.com/l%E2%80%99importanza-dei-resistori-di-precisione-negli-strume...

Buona lettura :)

 

 

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