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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Noise Performance


Autor: Poseidonius (Gast)
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Hallo zusammen,

ich sitze über den Datenblätter eines Gyros ADXRS150 und eines 
Beschleunigungssensors ADXL202. Die noise performance wird in 
Grad/s*wurzel(Hz) bzw. in Beschleunigung*wurzel(Hz) angegeben.

Wie komme ich denn auf diese wurzel(Hz)?

Danke Euch

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Das heißt, das Rauschen wächst mit der Wurzel aus der Bandbreite, 
bezogen auf 1 Hz Messbandbreite. Für 100 Hz ist das Rauschen 10mal so 
groß, für 10 kHz 100 mal

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Poseidonius (Gast) [Email: zug@ivs.cs.uni-magdeburg.de]

>Beschleunigungssensors ADXL202. Die noise performance wird in
>Grad/s*wurzel(Hz) bzw. in Beschleunigung*wurzel(Hz) angegeben.

>Wie komme ich denn auf diese wurzel(Hz)?

Leistungsdichte: W/Hz
Spannungsdichte V/sqrt(Hz)

MfG
Falk

Autor: Poseidonius (Gast)
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Vielen Dank für die schnellen Antworten ...

Das heisst die (Rausch-)Spannungsdichte charakterisiert beschreibt die 
Störungen im Frequenzbereich? Kann man in zwei Sätzen :-) sagen, warum 
hier eine Wurzel steht und nicht log oder irgendwas anderes?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Poseidonius (Gast) [Email: zug@ivs.cs.uni-magdeburg.de]

>Das heisst die (Rausch-)Spannungsdichte charakterisiert beschreibt die
>Störungen im Frequenzbereich?

Ja.

> Kann man in zwei Sätzen :-) sagen, warum hier eine Wurzel steht
> und nicht log oder irgendwas anderes?

Ja.



. . . ;-)

P = U^2 / R
U = SQRT(P/R)

MFG
Falk

Autor: Poseidonius (Gast)
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Ok, mmmh sorry wenn jetzt eine ganz dumme Frage kommt

Mit der Messbandbreite ist dann das Spektrum der Anregung gemeint, 
sprich bei einem Beschleunigungssensor die Frequenz des Signals, also 
zum Beispiel das Zittern meiner Hand?

Danke

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Die Bandbreite des Auswerters ist gemeint, an ihrer schmalsten Stelle 
sozusagen. Wenn das Signal am Schluß digital gefiltert wird ist die 
Bandbreite nach diesem Digitalfilter zu nehmen.

Autor: Poseidonius (Gast)
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Das heißt das Rauschen, auf dass sich dieser Kennwert bezieht, 
beischreibt den Fehler, der beim Auslesen aus dem Bauteil (hier 
Beschleunigungssensor) resultiert und hängt von der Bandbreite des 
angeschlossenen Mikrocontrollerpins ab?

Von welcher Bandbreite kann man da ausgehen?

Grüße

Poseidonius

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Poseidonius (Gast)

>Beschleunigungssensor) resultiert und hängt von der Bandbreite des
>angeschlossenen Mikrocontrollerpins ab?

Von der Bandbreite der Messschaltung, also ADC oder OPV.

>Von welcher Bandbreite kann man da ausgehen?

Keine Ahnung! Es gibt ja ein paar mehr uCs.

MfG
Falk

Autor: JensG (Gast)
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Das Rauschen eines jeden Bauteils ist ja in  der Regel ein 
Breitbandrauschen, also alle Frequenzen sind gleichmäßig vertreten 
(zumindest so die Theorie).
So auch dein Sensor. Dieses Rauschen hat eine bestimmte Höhe, abhängig 
vom jeweiligen Teil. Stell dir einfach eine analoge Auswerteschaltung 
hinterm Ausgang des Sensors vor, mit einer bestimmten Bandbreite (z.B. 
wegen einem eingebauten Filter), so werden bereits die 
Rauschbestandteile oberhalt der Filterfrequenz weggefiltert. Hat deine 
Schaltung z.B. 10kHz Bandbreite, dann "verwertet" die Schaltung eine 
Rauschspannung von n*sqrt(f), also n*sqrt(10000)=n*100. Wenn das 
Datenblatt z.B. 1µV/sqrt(Hz) sagt, dann kommt am Ende 100µV 
Rauschspannung heraus.
Dabei ist es egal, ob die Bandbreite von 0-10kHz geht oder von 
100-110kHz - es geht hier nur um die Spanne (also eben die BAND-Breite)
Netterweise sagt das Datenblatt etwas von Grad/sqrt(Hz) - da haben die 
wohl einfach die Steigung der Sensorkennlinie gleich mit reingerechnet, 
so daß hier der mechanische Wert vorkommt, der am Ausgang einer 
bestimmten Spannung entspricht. Ist letztlich equivalent.
Beim Microcontroller-Pin von Bandbreite sprechen zu wollen, ist falsch - 
hier kommt es ganz einfach darauf an, wie oft Du das Meßsignal abtastest 
(Sampling Rate). Entsprechend der Sampling Rate hast du dann auch eine 
entsprechende Bandbreite. Alles, was durch die Samplingrate nicht erfaßt 
wird, fällt weg (also die höheren Frequenzen, somit auch das 
entsprechende Rauschen in diesem Bereich).

Autor: Poseidonius (Gast)
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Vielen Dank, insbesondere JensG für seine umfangreichen Anmerkungen, die 
mir echt weitergeholfen haben ...

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