Circuiti integrati per filtri controllati in frequenza

[gill90]

No, io credo che si riferisca al rumore termico di ogni componente, aggiunto alla non linearità in temperatura della resistenza.

Esattamente! Mi è capitato recentemente di fare un'esperienza di laboratorio in cui ho provato a sostituire ad un circuito stampato una resistenza al posto di un potenziometro. Ovviamente il potenziometro consente di raggiungere esattamente il risultato voluto perché permette variazioni continue di resistenza, però già all'oscilloscopio si vede chiaramente che il componente singolo di resistenza è molto meno rumoroso.

[core]

si vede chiaramente che il componente singolo di resistenza è molto meno rumoroso

questo dovuto a cosa?

[StefDrums]

si vede chiaramente che il componente singolo di resistenza è molto meno rumoroso

questo dovuto a cosa?

principalmente all'agitazione termica del materiale che compone la resistenza stessa.
Nel caso di una resistenza, la densità spettrale del rumore è:


con k= cost di Boltzman, T= temp in kelvin, R= resistenza in analisi.

Se guardi bene, essa si misura in . Circuitalmente la immagini come un generatore di rumore in serie alla tua resistenza ideale:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

NB: ovviamente la densità spettrale della tensione del generatore di rumore sarà:

[core]

grazie, il potenziomentro è sempre più rumoroso di una resistenza?

[StefDrums]

beh, dipende soprattutto dalla configurazione.
credo che in questo caso:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

il potenziometro introduca un rumore pari alla somma dei due generatori di rumore (per sovrapposizione degli effetti). quindi:

che è quindi lo stesso introdotto da una resistenza .

NB: stiamo parlano di un potenziometro analogico, per un potenziometro digitale ovviamente il discorso è molto più complicato.

[core]

quindi l'esperienza di gill è solo un caso che il pote abbia introdotto più rumore?
i potenz. digitali invece?

[StefDrums]

beh, i potenziometri digitali sono molto più complessi, perché al loro interno hanno reti di resistori mosfet in cascata. Bisogna conoscere bene l'integrato che in particolare si desidera utilizzare. Inoltre affronterei una modellizzazione di questo tipo solo se fosse necessario e critico per il circuito in analisi.

[DarwinNE]

Il grande esperto di rumore qui è DirtyDeeds.

Se posso dare i miei due centesimi, il problema del rumore è piuttosto complesso. Nell'esperienza di gill90, c'è di sicuro una componente legata al rumore termico (Nyquist-Johnson). Questa è associata al carattere dissipativo della resistenza, dipende dalla resistenza e dalla temperatura e non varia se la resistenza è ottenuta con tecnologia a film spesso, film sottile, ad impasto, se è a filo, a liquido, oppure se è ottenuta legando insieme con i lacci delle scarpe diverse carcasse più o meno metalliche

E' il contributo a cui si riferisce StefDrums.

Pertanto, mi aspetterei che la componente di rumore termico associata ad una buona resistenza a film spesso sia identica a quella generata dal potenziometro, presumibilmente collegato come resistenza regolabile e regolato sullo stesso valore della resistenza fissa (e mantenuto alla stessa temperatura).

Quello che cambia secondo me è il rumore flicker, mi permetto di prendere un estratto da un bell'articolo classico:

da W.H. Press, Flicker noise in astronomy and elsewhere Comments Astrophys. Vol. 7, No. 4, pp. 103-119, 1978, articolo molto interessante, sicuramente una lettura consigliata.

Insomma, non è strano trovare rumore flicker nei vecchi resistori ad impasto e non è strano trovarlo sulla pista resistiva di un potenziometro e nella regione di contatto con il cursore, soprattutto se il potenziometro è di qualità non eccelsa.

Vorrei avere più informazioni su come gill90 ha effettuato la misura, se il circuito è semplice da montare potrei provare a ricavare informazioni sullo spettro in bassa frequenza del rumore aggiuntivo indotto dal potenziometro, che sospetto sia rumore flicker e quindi caratterizzato da una densità spettrale di potenza proporzionale a 1/f.

[DoeM]

Nei circuiti switched-capacitor, come quelli indicati dall'OP, il rumore risultante è il cosiddetto rumore kTC (o, più correttamente, ).

Tale "nomignolo" deriva dal valor quadratico medio del rumore risultante, causato dal rumore termico degli switch che viene filtrato dal filtro passa-basso RC del primo ordine formato appunto dalla resistenza parassita dello switch e dal condensatore.

[gill90]

Scusa DarwinNE ma sono appena tornato dalle ferie!
Guarda, onestamente non ci ho fatto un'analisi approfondita perché non era lo scopo dell'esperienza, tutto ciò che ho fatto è stato accostare una resistenza e un potenziometro su breadboard, alimentarli e verificare all'oscilloscopio che mediamente il rumore del potenziometro risulta maggiore. Ovviamente ti parlo di potenziometri analogici, purtroppo però essendo una cosa fatta molto alla buona e in 1 minuto non mi ricordo assolutamente i valori di resistenza, tensione di alimentazione e grandezze misurate, volevo semplicemente verificare a occhio se, come aveva affermato il prof., era effettivamente vero che l'uno era più rumoroso dell'altro. Senza pensarci su troppo (anche perché l'analisi probabilistico-deterministica dei fenomeni legati al rumore non fa affatto per me), la prima cosa che mi è venuta in mente è stata che, mentre un resistore "puro" è fisso e fine a se stesso, un potenziometro comune consta di una parte mobile che aderisce ad una fissa. Questa minore "compattezza" rispetto al componente resistivo, unita alle inevitabili discontinuità che si manifestano nell'interfaccia, può essere una delle cause che favoriscono il proliferare di moti casuali che danno origine al maggior rumore poi rilevato in uscita. Poi ovviamente questa è una trattazione più pratica che teorica!