Donde es este ruido que proviene de? 200 kohm puente de Wheatstone

Question

Tengo un puente de Wheatstone quiero usar para medir un sensor resistivo. Por el momento, los cuatro brazos son resistores fijos, mientras me sale el circuito establecido. El ruido en el circuito es mucho más grande de lo que esperaba, y yo no se puede averiguar por qué.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

La AFG está configurado para la fuente de dos ondas sinusoidales en contrafase en las dos salidas. La universidad de Stanford está haciendo un DC-junto de medición diferencial con un eficaz el ruido de ancho de banda de 0.5 segundos. Los dos instrumentos son la etapa cierra con el TTL ref. Estoy buscando la variación de las mediciones para trabajar el ruido. Me parece una componente de ruido que aumenta con el voltaje de excitación, que no puedo identificar.

• Los no identificados ruido es blanco, de 10 Hz a 1 kHz
• La amplitud del ruido es de alrededor de 1 µV/√Hz por voltio aplicado a través de la puente
• Cuando el voltaje de excitación es igual a cero, mido un ruido coherente con Johnson ruido en el puente.

Tengo un montón de experiencia en la medición de R menos de 1 Ω, pero 200 kΩ es nuevo para mí, así que puede ser que falte lo obvio.

Answer 1

Estoy segura de que un componente es la cuantización de ruido o distorsión en la AFG3000, que tiene 14 bits de salida. La distorsión armónica es catalogado como de-60dB en su rango de freq.

Puede intentar usar un limpiador de onda sinusoidal y ver lo que usted consigue, o condición de las llamas de la onda de excitación de que usted tiene. En cualquier caso, después de preguntar acerca de los cables de que puede estar pasando en el ruido, que sería mi primera depuración de paso. El próximo sería el uso de cables blindados con pares trenzados para impulsar su puente, y el siguiente sería el uso de un verdadero puente de aplicaciones con sentido de circuitos.

Mi dinero está en la calidad de la señal del generador, sin embargo. Todavía tengo que estar gratamente sorprendido por la calidad de la señal de un generador de forma de onda arbitraria.

Answer 2

Después de haber recomendado la lectura acerca de las particiones de ruido me estoy encontrando nada tremendamente útil en línea mismo!

Así que voy a tratar de correr un par de números. En ausencia de un mejor modelo de referencia, voy a modelo simplemente como 2 disparo de fuentes de ruido, uno en cada rama del puente. (La suma será simplemente el ruido de disparo inherentes a la misma corriente total de los sig gen).

La aplicación de 1V de la excitación, el puente actual es de 5 uA, o 2.5 uA cada pierna. El ruido es simplemente sqrt(N), donde N es el número de electrones/segundo.

I = 2.5 uA = 2.5 e-6 * 6.25e18 = 15.6e12 electrones/segundo.

Así que(ruido) = sqrt(15.6e12) = 3.95e6 electrones/seg = 0.63 pA/rtHz en cada pierna.

Ahora tomando la parte inferior de la puente como un 0V referencia, esta corriente se desarrolla un voltaje a través de 200kilohms de 0.126 uV. Ahora, porque es la partición de ruido voy a asumir que lo opuesto ocurre en la otra pierna (las fuentes de ruido NO son independientes) voy a doblar mi estimación de la tensión de ruido a 0.25 uV/rtHz.

Si esto es correcto, partición de ruido está en el derecho de béisbol, pero no puedo ver cómo cuentas para todos los de su ruido (1uV/rtHz).

Además, la menos inútil enlace que he encontrado (suponiendo que funciona en otros lugares) sugiere (página 94) en la partición de ruido 1/f de distribución, lo que se contradice con su observación. (No sé por qué se sugieren 1/f).

Una línea de experimento : si va a reemplazar el puente con 2k de resistencias (2 órdenes de magnitud menor) ruido de disparo (ídem partición ruido?) debe disminuir en importancia por 1 orden de magnitud. Lo que sucede en la práctica?