Elektroniset anturit ovat olennaisia komponentteja eri järjestelmissä, jotka tarjoavat kriittistä tietoa automaatiolle, seurannalle ja ohjaukselle. Sensorisignaalien melu voi kuitenkin vaikuttaa tarkkuuteen ja luotettavuuteen. Melulähteiden ymmärtäminen ja niiden lieventämiseksi tarvittavien strategioiden toteuttaminen ovat välttämättömiä optimaalisen anturin suorituskyvyn kannalta.

Sähköisten anturien yhteiset melulähteet

Sensorimelu voi johtua useista lähteistä, kuten lämpömelusta, sähkömagneettisista häiriöistä (EMI) ja virransyötön vaihteluista. Lämpömelu, joka tunnetaan myös nimellä Johnson-Nyquist, johtuu elektronien satunnaisesta liikkeestä resistenttien komponenttien sisällä. EMI voi johtua ulkoisista sähkömagneettisista kentistä lähistön laitteista tai radiosignaaleista. Virransyöttömelu syntyy jännitevaihteluista ja värähtelystä, jotka voivat lisätä anturien lukemien vaihtelua.

Melutasojen laskeminen

Kvanttimeluun kuuluu laskettaessa kunkin lähteen keskineliön jännitettä tai virtavirtaa. RMS-jännite voidaan laskea seuraavasti:

]V[]n = ...(4kTRΔf)

jossa k on Boltzmannin vakio, T on Kelvinin lämpötila, R[] on vastus ja [Δf[] on kaistanleveys. Tämä laskelma auttaa määrittämään odotetun melutason tietyllä taajuusalueella.

Häiriöstrategiat

Melua vähennetään sekä suunnitteluvalinnoilla että suodatustekniikoilla. Kunnollinen suojaus ja maadoitus voivat minimoida EMIn. Matalaäänitehoisten virtalähteiden ja suodatuskondensaattoreiden avulla voidaan vakauttaa jännitetasoja. Lisäksi signaalisuodatusmenetelmien, kuten matalapäästöisten suodattimien, käyttöönotto voi poistaa korkeataajuisia melukomponentteja sensorisignaaleista.

  • Suojaus ja maadoitus
  • Virtalähteen suodatus
  • Signaalin suodatustekniikat
  • Oikea sensorin sijainti