Jak symulować szum napięcia za pomocą LTSpice?

42

Czy istnieje sposób skonfigurowania zasilacza z fluktuacją / szumem napięcia? Chcę poeksperymentować z filtrowaniem szumów przy różnych napięciach itp., Ale nie jestem pewien, jak skonfigurować LTSpice, aby stworzyć głośne napięcie zasilania.

ltspice

— josef.van.niekerk
źródło

51

Tak, możesz wstrzykiwać szum za pomocą dowolnego źródła napięcia (lub prądu), a następnie użyć funkcji takich jak randomlub, whiteaby wytworzyć pewien szum.

Oto przykładowy obwód (oddzieliłem szum od sygnału tylko po to, aby wszystko było wyraźniejsze - oczywiście możesz je połączyć w jedną funkcję, jeśli chcesz):

Obwód hałasu

Symulacja:

Symulacja obwodu hałasu

Wszystkie funkcje są szczegółowo opisane w pomocy pod circuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources.

Tryb symulacji hałasu

Ponadto, na wypadek, gdybyś nie był świadomy, SPICE ma tryb symulacji hałasu, aby zacytować z plików pomocy:

.NOISE -- Perform a Noise Analysis
This is a frequency domain analysis that computes the noise due to
Johnson, shot and flicker noise. The output data is noise spectral 
density per unit square root bandwidth.

Syntax: .noise V(<out>[,<ref>]) <src> <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq> <EndFreq>

Podstawowy przykład:

Tryb hałasu

Symulacja:

Sim tryb hałasu

Powyższe jest dość nudne, ponieważ modeluje tylko szum rezystora (przeszedłem rezystor przez różne wartości, aby pokazać, jak szum Johnsona rośnie wraz z opornością). Ale może być bardzo przydatny w przypadku bardziej złożonych obwodów zawierających diody / tranzystory / opampy / itp.

— Oli Glaser
źródło

1

Nawet jeśli jest za późno, zamiast używać źródeł napięcia dodawanych przez rezystory, możesz po prostu użyć: V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() z bezpośrednim połączeniem. Dla niższych wartości hałasu (i rezystancji wyjściowej), niższe Rser.

— zainteresowany obywatel

1

Źródłem napięcia szumu jest „bv” po naciśnięciu F2 w celu wyszukania komponentu.

— Jony

22

(Jeszcze za mało rep., Aby utworzyć komentarz do posta Oli, więc wpisuje się we własnym poście).

Powyższy post Oli jest bardzo przydatny, ale dla początkującego LTSpice warto być może wyjaśnić, jak faktycznie stworzyć jedno z tych „arbitralnych behawioralnych źródeł napięcia”: naiwnie spodziewałem się, że będę w stanie zmodyfikować wartość normalnego źródła napięcia, aby wprowadź białą (...) formułę, ale oczywiście to nie działa.

Zamiast tego musisz nacisnąć przycisk „komponent” na pasku narzędzi, aw oknie, które zostanie otwarte, wybierz komponent typu „bv”.

— blondiepassesby
źródło

4

SPICE (nie mogę powiedzieć, czy LTSPice jest podzbiorem normalnej SPICE, czy nie) zwykle ma zdolność modelowania hałasu generowanego przez każde urządzenie. Myślę, że twoje pytanie dotyczy bardziej tego, jak zmierzyć skuteczność filtrowania i jak bardzo zewnętrzny sygnał zakłócający może wpłynąć na każdy węzeł.

Aby to zrobić, musisz to zrobić. Analiza obwodu .AC.

Aby przeprowadzić analizę hałasu, musisz użyć .ac i .noise. Zatem analiza hałasu jest podzbiorem analizy prądu przemiennego.

— symbol zastępczy
źródło

Właśnie sprawdziłem. LTSpice ma dostępną analizę hałasu. Ale nie mogę znaleźć źródła hałasu w katalogu części - mam nadzieję, że ktoś może przyjść i powiedzieć, gdzie go znaleźć.

— Photon

@ThePhoton wszystkie urządzenia w przyprawach POWINNY być głośne, tzn. Nie idealne - mniej hałasu. Tak powinno być już w modelach. Podejrzewam, że LTSpice też powinien to mieć.

— symbol zastępczy

2

Zgodnie z plikiem pomocy: „Jest to analiza w dziedzinie częstotliwości, która oblicza hałas spowodowany przez Johnson, hałas i migotanie”. Więc jeśli masz schemat obwodu, jesteś dobry. Ale jeśli na przykład tworzysz model wzmacniacza operacyjnego w oparciu o parametry i / lub pomiary arkusza danych, często używasz wyidealizowanych komponentów, takich jak źródła kontrolowane, i chcesz mieć element źródła szumu, aby naprawić charakterystykę szumu.

— Photon

@ThePhoton To się nazywa uczciwość, nie mam uruchomionego LTSPICE i nie zamierzam niczego zakładać. Przesyłanie informacji o instancji jest idealne. Wyświetlanie wyników z moich pełnoprawnych narzędzi EDA może, ale nie musi być przydatne. Każdy wariant SPICE robi rzeczy nieco inaczej.

— symbol zastępczy

@Photon i rawbrawb - ponieważ modele różnych SPICE są ogólnie ze sobą kompatybilne, sugerowałoby to, że problem dotyczyłby modeli, a nie wariantu SPICE. O ile mi wiadomo, podstawowe modele nie obejmują modelowania hałasu dla np. Przejściowej karty SIM, ale wszystkie będą działać z dedykowaną symulacją hałasu. Na przykład, jeśli spróbujesz ostatniej symulacji w mojej odpowiedzi jako przejściowej bez napięcia wejściowego, uzyskasz 0 V na wyjściu (w przeciwieństwie do przewidywanego 20-44nV)

— Oli Glaser

1

Ponieważ chcesz wstrzykiwać szum z zasilacza, myślę, że najłatwiej jest połączyć źródło napięcia przemiennego o małej amplitudzie szeregowo ze źródłem napięcia prądu stałego, które już masz, i przesunąć jego częstotliwość w interesujący Cię zakres.

— jippie
źródło

1

.ac robi to za Ciebie automatycznie

— symbol zastępczy

Chyba muszę dopracować swoją wiedzę na temat SPICE.

— jippie

0

W szeregu ze źródłem napięcia dodaj element E, którego wejścia są podłączone do rezystora 60,34e18 omów i którego wzmocnienie wynosi pożądane V / rt-Hz. Ta wartość rezystora wytwarza 1 V / rt-Hz przy 300 K. (Ostrzeżenie: musisz uziemić jedną stronę wejścia.)

Można użyć tej samej wartości rezystora jak wejście do źródła prądu sterowanego napięciem, którego wzmocnienie wynosi pożądane amper / rt-Hz. (Ponownie, jeden przewód wejściowy musi być uziemiony.) Źródło prądu szumowego łączy się równolegle z bezszumowym źródłem prądu.

Musisz użyć osobnego rezystora dla każdego źródła hałasu.

— Paul Levin
źródło