Rid Of Noise: mesurer le bruit aléatoire (Random Noise)
Voici le second article "Rid of Noise" et avant d'essayer de se débarrasser du bruit nous allons apprendre a les identifier et a les mesurer.
Commençons par le bruit aléatoire (Random Noise), ce bruit qui existe en tout point et dont on ne peut pas se débarrasser! Par chance sa moyenne tend vers zero (mais n'est pas nul)
Cet article se penchera sur la mesure/l'évaluation DIY du bruit aléatoire.
Mesurer le bruit - version pro
Pour mesurer le bruit, il faut utiliser un appareil spécialisé qui s'appelle "Noise-figure Meter" que l'on traduira par "facteur de bruit".
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| Noise-figure Meter Agilent 8970A |
Cet instrument permet de mesurer le facteur de bruit d'un amplificateur, mélangeur ou autre appareil. Il faut savoir que pour mesurer un bruit, il est nécessaire d'avoir un instrument disposant d'une bande passante au moins 10 fois supérieure à celle du bruit mesuré!
Ce n'est pas le genre d'instrument dont nous disposons dans nos ateliers DIY.
Mesurer le bruit aléatoire - a l'oscilloscope
Il est possible d'estimer le bruit à l'aide d'un oscilloscope analogique ou un oscilloscope numérique proposant une vue analogique.
J'ai donc ressorti mon montage initial, replacé sur le banc et re-protégé correctement (disons blindé).
Préparation de la mesure
Cette méthode nécessite l'utilisation de deux canaux.
- Les deux canaux prennent la même mesure, au même endroit.
- Ensuite, on configure l'oscilloscope pour voir bien distinctement les deux traces et le bruit présent dans ceux-ci.
Les deux courbes sont capturée à l'échelle 2mV/div
Diminuer l'espace entre les courbes
Ensuite, on manipule l'offset vertical d'une des courbes pour diminuer l'espace entre les courbes de sorte a ce qu'il n'y a plus de vide (la bande noire) entre les courbes. Ce vide doit être comblé par le bruit des deux courbes.
Cela est plus facile sur une oscilloscope analogique grâce à la persistance du faisceau.
Sur un oscilloscope numérique, la courbe est dessinée en couleur avec de l'antialiasing (anticrénelage) et donc des dégradé de bleu-->noir (ou jaune-->noir).
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| Source: How to anti-alias in R |
La courbe que l'on déplace est donc entourée d'un dégradé de couleur vers du noir... difficile donc de faire disparaître l'espace noir entre les courbes puisque dessin de la courbe en premier plan ajoute aussi du noir.
Sur mon Rigol DS1054Z, j'ai néanmoins constaté que durant le déplacement d'une courbe (curseur d'offset vertical) l'affichage gelait pendant une fraction de second e(de temps à autre) permettant ainsi d'avoir une meilleure vue de l'espace libre entre les deux courbes... mais cela est malheureusement impossible à capturer.
Voici donc à quoi ressemble la position de mes deux courbes ne laissant plus d'espace entre les bruits... le noir encore visible résulte de l'anti-aliasing sur la courbe de premier plan.
Note: à l'agrandissement de la capture, je penses que la courbe bleue pouvait encore descendre.
Débrancher les sondes
Maintenant, on débranche les sondes du circuits pour les mettre à la masse. Les courbes deviennent "plate".
L'espace entre les courbes donne un estimation du bruit en mV... c'est le moment de sortir les outils de mesures (Cursor) du DS1054.
Le delta (donc le bruit) est de 2.04 mV (voir encore un peu moins).
Que venons nous de mesurer ?
Les deux mesures étant réalisées sur le même point, nous sommes ici face au bruit aléatoire (Random Noise) que l'on peut pas éviter, quelque soit le montage, l'emplacement du point de mesure et le blindage!
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