Rauschen mit Spice

[Autodidakt (Gast)]

Warum brauche ich zur Rausch-Simulation in Spice immer eine 
Spannungsquelle im .noise-Statement? Warum kann Spice nicht einfach das 
Rauschen auf einem bestimmten bzw. allen Netzen berechnen?

Oder ist diese Rausch-Simulation nur ein Teil des realen Rauschens? Muss 
ich womöglich an jeder Stelle wo eine Rauschspannung auftreten kann eine 
Spannungsquelle mit U=0 und R=0 einsetzen und dann alle die 
Rauschspannungen am z.B. Ausgang einer Schaltung (geometrisch) addieren?

[Autodidakt (Gast)]

Achso, ich arbeite mit LTspice.

[Helmut S. (helmuts)]

(LT)SPICE zeigt neben dem Rauschen am spezifierten Ausgang "V(onoise)" 
auch noch "V(inoise)" und "gain" an.
V(inoise) steht für "input referred noise".
gain ist die Verstärkung bezogen auf die spezifizierte Quelle.

V(inoise) ist eine Rechengröße die beschreibt, wieviel Rauschspannung 
man am Eingang(speifzierte Quelle) anlegen müsste um bei rauschloser 
Verstärkung (gain)das gleiche Ausgangsrauschen zu erzeugen.

V(inoise) = V(onoise)/gain

Diese Größe braucht man unter anderem zur Berechnung des NF (noise 
figure).

NF = 10*log10(V(inoise)*V(inoise)/(4*k*300.15*Rg))

Diesen Ausdruck kannst du direkt in LTspice plotten.
Beispiel mit 1k Generatorwiderstand:
10*log10(V(inoise)*V(inoise)/(4*k*300.15*1k))

k ist die Boltzmannkonstante. LTspice kennt die.

Es gibt dazu ein Beispiel im Ordner Examples/Educational von LTspice.
Datei: noise.asc

Helmut

[Abdul K. (ehydra)]

Und wie verhält es sich mit dem Rauschen in einer tran-Simulation?

[Helmut S. (helmuts)]

In SPICE gibt es kein Rauschen in den Bauteilen in der 
Transienten-Simulation (Zeitbereich, .tran). Du müsstest dann selber 
Quellen mit Rauschsignalen einfügen.

[Abdul K. (ehydra)]

Gibt es keinerlei Trick? Bzw. welche Simulatoren können das? Manchmal 
wäre es sehr praktisch: Fotdioden, ZF-Verstärker, Mischer, 
Großsignalfestigkeit usw.

[Moritz G. (mbydq2)]

Autodidakt schrieb:
> Warum brauche ich zur Rausch-Simulation in Spice immer eine
> Spannungsquelle im .noise-Statement? Warum kann Spice nicht einfach das
> Rauschen auf einem bestimmten bzw. allen Netzen berechnen?

Es muss keine Spannungsquelle sein, es darf auch eine Stromquelle sein, 
dann wird der gain in Ohm angegeben.
Gib einfach die Versorgungsspannungsquelle als Quelle an. V(inoise) und 
der gain sind dann falsch aber für V(onoise) und die anderen ist es 
egal.

> Oder ist diese Rausch-Simulation nur ein Teil des realen Rauschens? Muss
> ich womöglich an jeder Stelle wo eine Rauschspannung auftreten kann eine
> Spannungsquelle mit U=0 und R=0 einsetzen und dann alle die
> Rauschspannungen am z.B. Ausgang einer Schaltung (geometrisch) addieren?

Nein, das ist nicht nötig.
Was ich u.a. aber auch nicht verstehe ist, warum V(onoise) gleich der 
Summe aller einzelnen Rauschspannungen ist z.B. 
(V(d1)+V(q1)+V(r1)+V(r2)+V(r3)+V(r4)=V(onoise)). Sollte es nicht die 
geometrische Summe sein?

[Helmut S. (helmuts)]

> Was ich u.a. aber auch nicht verstehe ist, warum V(onoise) gleich der
Summe aller einzelnen Rauschspannungen ist z.B.
(V(d1)+V(q1)+V(r1)+V(r2)+V(r3)+V(r4)=V(onoise)). Sollte es nicht die
geometrische Summe sein?

Bei .NOISE rechnet LTspice anders. Wenn man da V(a)+V(b) bildet, dann 
macht LTspice in Wirklichkeit sqrt(V(a)^2+V(b)^2). Diese 
"Spezialmathematik" hat sich der Entwickler von LTspice(Mike) 
ausgedacht.