测量精度和噪声是什么关系？

只看该作者 · 2016-7-1 15:59

设计电路对某一信号大小进行测量，想达到1%的测量精度（与真实值最大误差不超过1%）
电路噪声得做到什么程度？噪声需要小于信号多少？

换句话说，信号和噪声什么关系决定什么精度？
不太会算

谢谢

只看该作者 · 2016-7-1 20:32

这个东西做个比喻:
你去打靶,不一定每枪都中靶心,偏离靶心的程度,就是噪声,而打了N把得到的平均分数,就是精度.
比如
A打得很慢很慢,但每枪都中靶心.他的精度就很高.
B打得很快却没不是每枪中心,但上下左右平均起来他的分数是中心值,这说明他的噪声大,但是过采样后(或滤波后)还能得到一个比较准的值.
C打得也快,噪声也不大,但刚开始是准的,之后就一直往一个方向偏差,而且一直离靶心越来越远,需要重新调整枪后才能又一次打得准,这说明有漂移问题.

做一个东西自己综合一下需要的条件,建议是把噪声尽可能的做小.不然检查起来也麻烦.有时候都不知道那是噪声还是震荡.

4万 · 2016-7-2 00:38

精度本身是包含噪声影响之后的结果，在整个信号通路中，增益越大的地方要求的噪声幅值就越小，所以无法泛泛的谈噪声跟精度的关系。同样1%精度下，测量100V电压和测量100uV电压对噪声的要求大不相同。

只看该作者 · 2016-7-2 21:26

chunyang 发表于 2016-7-2 00:38
精度本身是包含噪声影响之后的结果，在整个信号通路中，增益越大的地方要求的噪声幅值就越小，所以无法泛泛 ...

“同样1%精度下，测量100V电压和测量100uV电压对噪声的要求大不相同。”
拿上面做个例子，要求测量精度1%

测量100v电压，电路噪声做到1vpp 就可以了是吗？

测量100uv电压，电路噪声做到1uvpp 就可以了是吗？这里噪声都说的是峰峰值。

4万 · 2016-7-3 01:12

模拟学徒发表于 2016-7-2 21:26
“同样1%精度下，测量100V电压和测量100uV电压对噪声的要求大不相同。”
拿上面做个例子，要求测量精度1% ...

你理解的不对，你所说的情况只有测量精度是绝对准确时才是，但现实中测量本身就做不到绝对准确。事实上，你关心错了方向。对于测量设备，噪声总是越小越好，但考虑到成本，一般追求一个均衡即可。比如在前例中，如果叠加在被测量信号上的噪声就是1V和1uV，那么1%的精度根本就没有意义，事实上，被测信号中的噪声成分是被当作被测信号本身处理的，所谓“噪声”是指测量设备内部产生的，会附加在被测信号上，从而影响被测信号的真实性，故而测量设备内部的噪声必须控制。仍然看前例，假设测量系统的噪声是100mV，被测信号是0-100V，因测量设备不能直接测100V的高压，假设只能测0-5V吧，那么要对0-100V信号做20倍的衰减，衰减本身的噪声可以忽略，但叠加了后级电路产生的100mV的噪声，那么误差就可能是20*0.1=2V，显然，即使不算测量本身的误差，这个系统已无法满足1%的测量精度了。而测100uV的电压，因为信号太弱需要放大50000倍，前级哪怕有1uV的噪声，整个系统的精度就完了，而最后一级有1uV的噪声则完全可以忽略。所以，电路噪声必须要看是哪里产生的，通过什么机制影响被测信号，不能泛泛的谈可以有多大的噪声，那完全没有意义。

只看该作者 · 2016-7-4 21:41

有个经验，噪声最好在第一级运放就抑制住，不然到后面你花的代价会很大。所以你的前端运放选择很重要。另外运放放大信号的同时也会放大噪声，所以运放的增益要做的小，也就是说前端量程要控制好。后端要选择合适位数的ADC。其他的细节自己再琢磨琢磨吧。

只看该作者 · 2016-7-4 21:43

摸摸发表于 2016-7-1 20:32
这个东西做个比喻:
你去打靶,不一定每枪都中靶心,偏离靶心的程度,就是噪声,而打了N把得到的平均分数,就是精 ...

这个比喻真的很贴切

只看该作者 · 2016-10-31 11:46

顶起
我接着琢磨琢磨。

还是不太明白到底将噪声做到多少合适

只看该作者 · 2016-11-1 12:06

你没有告诉大家你的量程是多少，在什么环境下，测量什么类型的信号，信号的频谱和带宽是多少，所以别人也就很难给你具体的建议了。

只看该作者 · 2016-11-8 21:53

Tezilla 发表于 2016-11-1 12:06
你没有告诉大家你的量程是多少，在什么环境下，测量什么类型的信号，信号的频谱和带宽是多少，所以别人也就 ...

实验室环境。直流信号，信号带宽几乎为0

信号量程是1v-2v。

想达到1%的测量精度，电路噪声得做到什么程度？噪声需要小于信号多少？

我想知道定量的，不是定性的

只看该作者 · 2016-11-9 18:48

你要测量的信号是直流电压吗？信号的幅度变化范围如果是从1V到2V，测量精度是1%，那么可以容许的最大误差就是(2V-1V)*1%=0.01V即10mV，所以由你的测量电路所引入的全部误差包括测量电路的噪声和零点漂移、温度漂移、非线性等加在一起所产生的误差电压幅度不能超过10mV。这是个相当苛刻的要求，你得在器件的选型和电路的结构上下不少功夫。

只看该作者 · 2016-11-9 21:08

楼猪，有标准，也有参考数据，有个学名叫性操 B

只看该作者 · 2016-11-10 11:27

Tezilla 发表于 2016-11-9 18:48
你要测量的信号是直流电压吗？信号的幅度变化范围如果是从1V到2V，测量精度是1%，那么可以容许的最大误差就 ...

“(2V-1V)*1%=0.01V即10mV” 这样计算好像不准确吧

如果是待测量信号范围是1到3v呢，如果用你这个公式计算出来不是10mv

但如果信号1v的时候，测量精度10%，对电路要求还得是不能高于10mv吧

只看该作者 · 2016-11-10 11:27

fxmxh_ 发表于 2016-11-9 21:08
楼猪，有标准，也有参考数据，有个学名叫性操 B

有了信噪比，然和呢？

信噪比如果达到了20，可以说明什么？能说明测量精度可以预期达到多少？

测量精度和噪声是什么关系？

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