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Rauschen Noise berechnen (Elektronik)

verfasst von Hartwig, 04.08.2018, 21:55 Uhr
(editiert von Hartwig am 04.08.2018 um 22:21)

Hallo,

» Hallo, ich brauche mal einen Rat. Und zwar möchte ich gerne von einem
» Netzteil das Ausgangssignal messen und herausrechnen, oder irgendwie
» bestimmen wie stark der Rauschanteil ist. Es rauscht im Bereich von ca 8mV
» peak to peak.

ok, das hört sich "normal" an, ist aber von der Messmethode abhängig.

» Wenn man sich Datenblätter von Refferenzspannungen anschaut, wird oft eine
» noise Angabe angegeben, wie zum Beispiel: noise = 1ppm oder manche geben es
» in %/V an.

Ja, bei z. B bei einstellbaren Spannungsreglern ist das dann auf die aktuelle Ausgangsspannung bezogen. Eine Rauschangabe hat aber nur dann eine Aussage, wenn die
Meßbandbreite mit angegeben ist. Für den LM317 findet man z.B. im TI Datenblatt eine Messbandbreite von 10Hz -10kHz, das Rauschen dann bei 0,003% Vout rms.Das peak-peak Rauschen wird deutlich darüber liegen, ist allerdings nicht einfach zu berechnen. Da die Bandbreite wie gesagt eingeht, findet man oft "charakterisierende" Rauschangaben in z.B. nV/sqrt(Hz). Durch Einsetzen der Bandbreite ist das Rauschen abzuschätzen.
» Meine Frage lautet, wie komme ich von meinem mit Oszilloskop gemessenen
» Signal zu diesem Wert? Was muss man da rechnen? Mit welchen Werten die ich
» mit dem Oszi oder mit dem Multimeter messen oder ablesen kann, kann ich
» letztendlich noise in % oder ppm ausrechnen?

Mit einem einfachen Multimeter erhältst Du allenfalls einen Anhaltspunkt. Das misst weder rms noch pp, sondern ist auf rms bei Sinus kalibriert. Aber Rauschen ist nie ein Sinus.
Mit einen True-RMS-Multimeter bekommst du einen Rauschwert in Vrms, bezogen auf die Bandbreite des Multimeters. Das kann z.B. reichen, um die Rauschangabe des erwähnten LM317 nachzumessen. Hat Dein Multimeter eine deutlich höhere Bandbreite als z.B. 10kHz wie beim LM317 angegeben, wirst Du mehr Rauschen messen. Rauschen peak-peak ist mit dem Multimeter meist nicht erfassbar, aber es gibt Geräte mit Spitzenwertdetektor. Auch hier spielt wieder die Bandbreite eine große Rolle.

theoretisch kann man das Verhältnis V/sqrt(Hz) auch entsprechend umgeformt für die Berechnung einheitlicher Vergleichswerte heranziehen, das würde ich aber eher als Schätzung betrachten.

Ein Oszi ist da flexibler, insbesondere die digitalen Oszis. Für Labornetzgeräte ist die Messbandbreite oft 10MHz, die kann man bei vielen Oszis einstellen (Bandwidth-Limit). Dann nicht vergessen, das Sampling auf "peak detect" oder ähnlich einzustellen. Jetzt kann man bequem das Rauschen im mV rms oder mV pp ablesen.
Will man es ganz korrekt machen, dann kann man den Oszi als Differenzverstärker schalten (A-B) und die Messung als AC-Messung mit korrekt abgeschlossenen Koax-Leitungen vornehmen.

Aber Vorsicht, bei der Rauschmessung kann man viele Fehler machen. Der Anschluß des Oszis an das Netzgerät ist kritisch - selbst der Erdungsclip vom Tastkopf kann Brumm oder Rauschen einfangen. Daher auch immer die Rauschspannung ansehen um externe Störquellen (50Hz, Lampen, SNTs (auch das vom Oszi!!)) zu erkennen und auszuschalten bzw. deren Einfluß zu mindern.

Eine einheitliche Umrechnung wird bei diesen Zusammenhängen schwer werden, aber man bekommt Anhaltswerte....

Viele Grüße
Hartwig

» mit freundlichem Gruss