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降低噪聲參數(shù)的選擇設(shè)計

對于微弱信號的采集處理,一個是放大需要的信號,另一個是需要降低噪聲干擾,提高信噪比SNR。由于被測量的信號很微弱,傳感器的本底噪聲、放大電路及測量儀器的固有噪聲以及外界的干擾往往比有用信號的幅值大的多,同時,放大被測信號的過程也放大了噪聲,而且必然還會附加一些額外的噪聲。只有在有效地抑制噪聲的條件下增大微弱信號的幅值,才能提取出有用信號。

常用的信號噪聲處理方法就是濾波處理,濾除無用信號,盡可能降低無用信號的能量。在信號濾波處理的時候,參數(shù)選擇很重要,電感值的選用除了考慮所想濾掉的噪聲頻率外,還要考慮瞬時電流的反應(yīng)能力。如果LC的輸出端會有機(jī)會需要瞬間輸出大電流,則電感值太大會阻礙此大電流流經(jīng)此電感的速度,增加紋波噪聲。

電容值則和所能容忍的紋波噪聲規(guī)范值的大小有關(guān)。紋波噪聲值要求越小,電容值會較大。而電容的ESR/ESL也會有影響。另外,如果這LC是放在開關(guān)式電源)的輸出端時,還要注意此LC所產(chǎn)生的極點零點對負(fù)反饋控制回路穩(wěn)定度的影響。

電感在電路最常見的功能就是與電容一起,組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道,電容具有“阻直流,通交流”的本領(lǐng),而電感則有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路,那么,交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉;變得比較純凈的直流電流通過電感時,其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能,頻率較高的最容易被電感阻抗,這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個高大的濾波鋁電解電容,這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。另外,線路板還大量采用“蛇行線+貼片鉭電容”來組成LC電路,因為蛇行線在電路板上來回折行,也可以看作一個小電感。

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k6666
LV.9
2
2021-04-17 17:21

電感計算

介紹一個經(jīng)驗公式:

L=(k*μ0*μs*N2*S)/l;

其中,

μ0為真空磁導(dǎo)率=4π*10(-7)。(10的負(fù)七次方);

μs為線圈內(nèi)部磁芯的相對磁導(dǎo)率,空心線圈時μs=1;

N2為線圈圈數(shù)的平方;

S線圈的截面積,單位為平方米;

l線圈的長度,單位為米;

k系數(shù),取決于線圈的半徑(R)與長度(l)的比值;

計算出的電感量的單位為亨利H;

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k6666
LV.9
3
2021-04-17 17:23
@k6666
電感計算介紹一個經(jīng)驗公式:L=(k*μ0*μs*N2*S)/l;其中,μ0為真空磁導(dǎo)率=4π*10(-7)。(10的負(fù)七次方);μs為線圈內(nèi)部磁芯的相對磁導(dǎo)率,空心線圈時μs=1;N2為線圈圈數(shù)的平方;S線圈的截面積,單位為平方米;l線圈的長度,單位為米;k系數(shù),取決于線圈的半徑(R)與長度(l)的比值;計算出的電感量的單位為亨利H;
電感對負(fù)載放電的時候,電容充電,通常負(fù)載電流遠(yuǎn)小于電感電流;電感充電的時候,電容對負(fù)載放電。這樣,基本上你可以認(rèn)為負(fù)載的功率=(電容電壓最高時的能量-電容電壓最低時的能量)/開關(guān)周期。所以,濾波電容越大,所需的電壓紋波越小;輸出電壓越高,需要的電容量也越小。
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k6666
LV.9
4
2021-04-17 17:24
@k6666
電感對負(fù)載放電的時候,電容充電,通常負(fù)載電流遠(yuǎn)小于電感電流;電感充電的時候,電容對負(fù)載放電。這樣,基本上你可以認(rèn)為負(fù)載的功率=(電容電壓最高時的能量-電容電壓最低時的能量)/開關(guān)周期。所以,濾波電容越大,所需的電壓紋波越小;輸出電壓越高,需要的電容量也越小。
大電容是防止浪涌,機(jī)理就好比大水庫防洪能力更強(qiáng)一樣;小電容濾高頻干擾,任何器件都可以等效成一個電阻、電感、電容的串并聯(lián)電路,也就有了自諧振,只有在這個自諧振頻率上,等效電阻最小,所以濾波最好
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唐先森
LV.2
5
2021-04-20 10:42
路過
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iszjt
LV.5
6
2021-07-14 14:11

感謝樓主分享!!!

結(jié)果表明,在雙響應(yīng)曲面方法中,對均值設(shè)置偏倚量比其剛性約束具有較大的成本優(yōu)勢,在不降低穩(wěn)健性的前提下引入偏倚可以降低成本.面向噪聲因子的設(shè)計策略其成本低于基于雙響應(yīng)的有偏倚的設(shè)計,說明考慮噪聲因子的設(shè)計是最有效的.

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lkings
LV.6
7
2021-07-14 21:02

感謝分享,這么好的貼子怎么能沉呢?樓主要是能把公式做成EXCEL表分享出來就好了

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魯珀特
LV.4
8
2021-07-19 22:40

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí),這塊懂得不太多。

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2021-08-05 18:46
@lkings
感謝分享,這么好的貼子怎么能沉呢?樓主要是能把公式做成EXCEL表分享出來就好了

降噪的方法比較多,還是具體問題具體分析。

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2021-08-07 08:17

有些信號需要用電流傳輸,相比電壓信號更能抗干擾,樓主有接觸過嗎,給分享下

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