Overzicht derde college “ruis”

Presentatie over: "Overzicht derde college “ruis”"— Transcript van de presentatie:

1 Overzicht derde college “ruis”
Vier belangrijke trucs om S/N verhouding te verbeteren hoe omzeilen we 1/f ruis & variabele drift? Bepaal de piekhoogte van een bekend signaal

2 Trucs om ruis te onderdrukken
1. Langer meten / integreren werkt goed voor witte ruis werkt niet voor 1/f ruis (of andere laagfrequente ruis) ! 2. Corrigeren van Offset & drift 3. Meerdere malen kort achter elkaar meten ( = MTA) Herhaald kort meten geeft soms minder ruis dan 1 x lang meten ! 4. Modulatie technieken Verplaats signaal naar frequentiegebied met weinig ruis.

3 1. Langer meten: belang van Tm & Tr
Wilmshurst 1.2

4 Middelen op het oog ( visual averaging )
Relatieve ruissterkte  (Tr/Tv) - Met computer: lopend gemiddelde ( running average ) - Equivalent met laagdoorlaatfilter in frequentiedomein Wilmshurst 1.9

5 Invloed van meettijd Tm & tijdsresolutie Tr
Wilmshurst 1.8

6 Langer meten werkt niet altijd !!!
Witte ruis & /f ruis Spectrale kijk op tijdsintegratie tijdsintegratie = laagfrequent filtering

7 Invloed van 1/f ruis is onafhankelijk van meettijd (bij vaste Tm/Tr) !
Tm = 2 s Tm = 20 s Tm = 200 s Tm = 2000 s Wilmshurst 5.5

8 Schaling van de invloed van 1/f ruis
Afhankelijk van verhouding Tm/Tr Onafhankelijk van Tm !! Wilmshurst 6.17

9 Invloed van 3 soorten ruis versus meettijd
Wilmshurst 5.4

10 2. Offset & drift correctie
Constante ondergrond (offset) & Verlopende ondergrond (drift) Wilmshurst 1.11 & 2.4

11 Hoe lang moet je meten aan de “baseline” ?
Denk aan eerste-jaars proef “Calorie-meter” Vraag: Wat is optimale meettijd basislijn in voor- en na-traject ? Tb >> Tr ( baseline minder ruizig dan signaal ) Tb << Tm ( niet onnodig lang meten )

12 Frequentie analyse van correcties
Correctie voor offset Correctie voor offset & drift Time integration

13 3. Meervoudige tijdsmiddeling ( = multiple-time averaging = MTA)
Wilmshurst 2.2

14 S/N verbetering met MTA
Time Frequency

15 Wanneer is MTA nuttig ? MTA leidt tot een afname van de invloed van 1/f ruis In aanwezigheid van 1/f ruis is herhaald kort meten beter dan eenmalig lang meten Drift is geen probleem als hij linear is (sloping baseline), maar wel als hij fluctueert over typische tijd Td < Tm MTA werkt ook tegen veranderlijke drift als Tm < Td (zodat driftsnelheid constant is over meettijd) Multiple Time Averaging vermindert invloed van - 1/f ruis - tijdsafhankelijke drift

16 Waarom MTA minder merkt van verlopende drift
Wilmshurst 2.6

17 Offset & drift correctie (bij MTA) bekeken in frequentiedomein
MTA fast enough MTA too slow

18 Spectral kijk op meervoudige tijdsmiddeling
Wilmshurst 6.21

19 4. Modulatie & fasegevoelige detectie (waarom modulatie helpt)
Vraag: Helpt modulatie ook tegen drift ? Wilmshurst 7.3

20 4. Basisschema modulatie & demodulatie

21 Werking van demodulator (AD630 in SVR3)

22 Effect van witte ruis bij fasegevoelige detectie
Gedemoduleerde ruis Oorspronkelijk ruisspectrum Twee frequenties dragen bij aan gedemoduleerde ruis bij f’ Fase gevoelige detectie => verschil tussen “sinus & cosinus” Wilmshurst 7.6

23 Fase/frequentie modulatie (2)
Wilmshurst 3.14

24 Hoe bepaal ik de amplitude van een puls?
Waarom is direct “bemonsteren” (sampling) niet slim? Hoe moet het dan? Middelen (met laagdoorlaat filter of integrator) Wilmshurst 9.6

25 Voorbeeld: meting aan gepulste signalen
Vraag: “Waarom zou gepulst meten handig kunnen zijn?’” Wilmshurst 9.1

26 Welke gewogen integratie geeft de beste S/N?
Wat is optimale w(t’) in ? Wilmshurst 9.6

27 Gewogen integratie & verlopende offset
Geef weegfunctie w(t) “negatieve vleugels” Wilmshurst 9.16

28 Samenvatting derde ruis college
Vier trucs om S/N te vergroten: 1. Langer meten / integreren werkt bij witte ruis; niet bij 1/f ruis (of andere laagfrequente ruis) ! 2. Corrigeren van Offset & drift 3. Meerdere malen kort achter elkaar meten ( = MTA) meet “sneller dan laagfrequente ruis” 4. Modulatie technieken Verplaats signaal naar frequentiegebied met weinig ruis. ZELFSTUDIE: Syllabus Chapt. 4