Como você simula o ruído de tensão com o LTSpice?

42

Existe uma maneira de configurar uma fonte de tensão com oscilação / ruído de tensão? Quero experimentar a filtragem de ruídos em várias tensões, etc., mas não sei como configurar o LTSpice para criar uma fonte de tensão ruidosa.

ltspice josef.van.niekerk
fonte

Respostas:

51

Sim, você pode injetar ruído usando a fonte de tensão (ou corrente) arbitrária e, em seguida, usar coisas como a randomou ou whitepara criar algum ruído.

Aqui está um exemplo de circuito (separei o ruído do sinal apenas para esclarecer as coisas - obviamente você pode combiná-los em uma função, se desejar):

Circuito de Ruído

Simulação:

Simulação de Circuito de Ruído

Todas as funções estão detalhadas na ajuda em circuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources.

Modo de simulação de ruído

Além disso, caso você não saiba, o SPICE possui um modo de simulação de ruído, para citar os arquivos de ajuda:

.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>

Exemplo básico:

Modo de ruído

Simulação:

Modo de ruído sim

O exposto acima é bastante entediante, pois apenas modela o ruído do resistor (passei o resistor por vários valores para mostrar como o ruído Johnson aumenta com a resistência). Mas pode ser muito útil com circuitos mais complexos contendo diodos / transistores / opamps / etc.

Oli Glaser
fonte
1
Mesmo que seja tarde demais, em vez de usar fontes de tensão adicionadas através de resistores, você pode simplesmente usar: V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() com uma junção direta. Para valores mais baixos de ruído (e resistência de saída), menor Rser.
um cidadão preocupado
1
A fonte de tensão do ruído é 'bv' quando você pressiona F2 para pesquisar o componente.
Jony
22

(Ainda não há representante suficiente para criar um comentário na postagem de Oli, portanto isso será publicado em uma publicação própria).

O post de Oli acima é muito útil, mas para o iniciante do LTSpice talvez valha a pena explicar como realmente criar uma dessas "fontes de tensão comportamental arbitrárias": eu esperava ingenuamente ser capaz de modificar o valor de uma fonte de tensão normal para insira a fórmula branca (...), mas é claro que não funciona.

Em vez disso, você deve pressionar o botão "component" na barra de ferramentas e, na janela que se abre, escolher um componente do tipo "bv".

blondiepassesby
fonte
4

O SPICE (não sei se o LTSPice é um subconjunto do SPICE normal ou não) normalmente tem a capacidade de modelar o ruído gerado por cada dispositivo. Acho que sua pergunta é mais sobre como medir a eficácia da sua filtragem e o quanto um sinal de interferência externo pode afetar cada nó.

Para fazer isso, o que você precisa fazer é a análise .AC do circuito.

Para fazer uma análise de ruído, você precisa usar .ac e .noise. Portanto, a análise de ruído é um subconjunto da análise de CA.

espaço reservado
fonte
Apenas verificado. O LTSpice tem uma análise de ruído disponível. Mas não consigo encontrar uma fonte de ruído no catálogo de peças - espero que alguém possa vir e dizer onde encontrá-la.
O Photon
@ ThePhoton todos os dispositivos no tempero DEVEM ser barulhentos, ou seja, não são ideais - menos barulho. Então, isso já deve estar nos modelos. Eu suspeito que o LTSpice também deveria ter isso.
placeholder
2
De acordo com o arquivo de Ajuda, "Esta é uma análise no domínio da frequência que calcula o ruído causado por Johnson, ruído de disparo e tremulação". Então, se você tem um esquema do seu circuito, você é bom. Mas se, por exemplo, você estiver criando um modelo de amplificador operacional com base em parâmetros e / ou medições de folha de dados, geralmente usa componentes idealizados como fontes controladas e deseja ter um elemento de fonte de ruído para corrigir as características do ruído.
O Photon
@ ThePhoton Chama-se honestidade, não tenho o LTSPICE em execução e não estou prestes a presumir as coisas. Você alimenta as informações da sua instância é ideal. Mostrar os resultados das minhas ferramentas EDA completas pode ou não ser útil. Toda variante SPICE faz as coisas de maneira ligeiramente diferente.
placeholder
@Photon e rawbrawb - como os modelos para várias SPICEs geralmente são compatíveis entre si, isso sugere que o problema estaria nos modelos, e não na variante SPICE. Tanto quanto sei, os modelos básicos não incluem modelagem de ruído para, por exemplo, um sim transitório, mas todos funcionarão com a simulação de ruído dedicada. Por exemplo, se você tentar a última simulação na minha resposta como uma passageira sem tensão de entrada, você receberá 0V para fora (em oposição ao 20-44nV previsto)
Oli Glaser
1

Como você deseja injetar ruídos da fonte de alimentação, acho mais fácil colocar uma fonte de tensão CA de pequena amplitude em série com a fonte de tensão CC que você já possui e varrer sua frequência pela faixa de seu interesse.

jippie
fonte
1
.ac faz isso por você automaticamente
espaço reservado para
Acho que tenho que aprimorar meu conhecimento sobre o SPICE.
jippie
0

Em série com a sua fonte de tensão, adicione um elemento E cujas entradas estejam conectadas a um resistor de 60.34e18 ohm e cujo ganho seja o V / rt-Hz desejado. Este valor do resistor produz 1V / rt-Hz a 300K. (Aviso: você deve aterrar um lado da entrada.)

Você pode usar o mesmo valor do resistor que a entrada para uma fonte de corrente controlada por voltagem, cujo ganho é o Amps / rt-Hz desejado. (Novamente, um fio de entrada deve ser aterrado.) A fonte de corrente de ruído se conecta em paralelo à sua fonte de corrente silenciosa.

Você deve usar um resistor separado para cada fonte de ruído.

Paul Levin
fonte