TEKNIK PEREDUKSI DERAU PENGUKURAN

Sinyal Averaging

Beberapa teknik pengurangan derau mencegah derau dari memasuki sistem awalnya, dan lain-lain menghilangkan suara asing dari sinyal. Lain rata-rata teknik beberapa sampel sinyal melalui

perangkat lunak. Tergantung pada sifat dari kebisingan dan metode rata-rata tertentu, kebisingan dapat dikurangi dengan akar kuadrat dari jumlah sampel rata-rata (RMS). Tapi ini mungkin memerlukan sampel berlimpah untuk mendapatkan pengukuran dapat diterima. Gambar 10.13 menunjukkan tegangan saluran korsleting ketika hanya 16 sampel data rata-rata.

Meskipun rata-rata adalah teknik yang efektif, ia memiliki beberapa kelemahan. Kebisingan hadir dalam urutan pengukuran berkurang sebagai akar kuadrat dari jumlah pengukuran. Oleh karena itu, dalam contoh di atas,

mengurangi derau RMS untuk hitungan tunggal dengan rata-rata saja akan membutuhkan 3.500 sampel. Dengan demikian, teknik rata – rata yang paling coock adalah hanya aplikasi kecepatan rendah, dan menghilangkan kebisingan hanya acak. Ini tidak selalu menghilangkan banyak jenis mengganggu sistem suara, seperti periodik suara dari catu daya switching.

Mengurangi Kebisingan yang Dihasilkan oleh Amplifier

Derau internal muncul dari efek termal dalam amplifier dan meskipun dapat diminimalkan tidak dapat dihapus sepenuhnya. (Penguat dalam peralatan akuisisi data meningkatkan sinyal tegangan ke

tingkat yang cocok untuk analog-ke-digital converter.) Biasanya amplifier akan menghasilkan beberapa microvolts dari suara internal yang membatasi resolusi sinyal ke tingkat ini. Jumlah derau ditambahkan ke sinyal tergantung pada bandwidth dari penguat masukan (dari frekuensi terendah diizinkan masuk ke amplifier ke tertinggi). Amplifier dengan bandwidth yang cocok dengan sinyal input akan kurang ber-derau dari, katakanlah, memberi sinyal 100 Hz ke amplifier yang mencakup 0-10 MHz. Mengintegrasikan konverter AD mengurangi derau dengan mengintegrasikan sinyal selama periode, yang secara efektif mengurangi bandwidth.

Mengurangi Derau dari Lingkungan

Derau ada karena aktivitas listrik dari lingkungan. Masalah ini biasanya muncul dari kabel sinyal ataupun differential amplifier. Jika kabel sinyal dibiarkan berpisah, tidak digulung bersama akan menambah noise dengan menambah residu tegangan pada sinyal. Memendekkan sinyal kabel sependek mungkin, dan menjauhkan dari mesin elektrik yang lain akan membantu

Noise Filtering

Penyaringan juga mengurangi derau di sinyal. Untuk sebagian besar, metode filter low-pass paling sering digunakan. Hal ini melewatkan frekuensi yang lebih rendah tetapi melemahkan frekuensi yang lebih tinggi. Cut-off frekuensi harus sesuai dengan frekuensi sekarang dalam sinyal yang sebenarnya (sebagai lawan kemungkinan kontaminasi oleh derau) dan sampling rate yang digunakan untuk konversi AD.

Sebuah filter low-pass yang digunakan untuk mencegah frekuensi yang lebih tinggi, baik sinyal ataupun derau, dari distorsi ke dalam sinyal digital dikenal sebagai filter anti-aliasing. Jenis low-pass filter ini umumnya memiliki cut-off lebih tajam dari filter low-pass normal yang digunakan untuk pengkondisi sinyal. Filter anti-aliasing yang ditentukan sesuai dengan tingkat sampling dari sistem dan harus ada satu filter per sinyal input.

Differential Voltage Pengukuran

Masukan penguat diferensial yang paling sering digunakan dalam sistem akuisisi data karena mereka memberikan keuntungan yang tinggi untuk perbedaan aljabar antara dua sinyal masukan atau tegangan, tetapi keuntungan rendah untuk tegangan umum untuk kedua input. Melakukan pengukuran tegangan diferensial adalah cara lain untuk mengurangi derau pada lead yang rendah. Teknik ini efektif karena sering, paling kebisingan pada input lead-sisi yang tinggi erat mendekati suara pada memimpin rendah. Ini disebut common-mode noide. Mengukur perbedaan tegangan antara dua lead menghilangkan umum-mode ini kebisingan. Peningkatan yang diperoleh dengan pengukuran tegangan diferensial diilustrasikan pada Gambar 10,17 daripada masukan tunggal berakhir.