Sistema de medida de ruido: diseño, implementación y prueba en una fuente de alimentación de bajo ruido

Abstract

En este proyecto se desarrolla un equipo de medida para fuentes de alimentación de bajo ruido. El sistema de medida amplifica el ruido a su entrada para permitir medirlo con equipos de medida convencionales, como un multímetro. El trabajo comienza con un estudio teórico del ruido en circuitos electrónicos y repasa algunas de las técnicas para reducirlo. A continuación, se realiza todo el diseño electrónico del sistema de medida basado en una estructura amplificadora de par diferencial de transistores. Este diseño se desarrolla e integra en una placa de circuito impreso. Debido a la alta ganancia de amplificación del equipo de medida desarrollado, su sensibilidad a interferencias externas es elevada, lo que obliga a desarrollar el diseño de un sistema de apantallamiento de campos electromagnéticos. El amplificador es protegido con tres capas de metal de diferentes materiales con una separación de 10mm entre ellas. El proyecto termina con una aplicación de campo. Se realiza una evaluación del ruido sobre una fuente comercial de muy bajo ruido, específicamente diseñada para equipos de audio.

Abstract:

This project aims its work at the development of a measuring system for low noise power supplies. The developed system will amplify the noise received at the input and output it. This output will have enough level to be measured with a standard measuring device like a multimeter. The project starts with a theorical study of noise in electronic circuits. It also reviews some techniques to attenuate it. The next step is the electronic design of the measuring system. The design is based on a transistor differential pair amplifier. Once finished, the design will be integrated in a printed circuit board. Due to the high gain of the measuring device developed, it’s really sensible to external interferences. To solve this problem with electromagnetic field interferences, a shielding solution is developed. This shielding, protects the amplifier with three metal layers of different materials with a separation of 10mm between each of them. The last part of the project is a field test. The device is used to evaluate the noise of a commercial low noise power supply. This power supply has been designed specifically for high performance audio applications.