Можно использовать блок Linear Circuit Wizard, чтобы сгенерировать шум устройства и смоделировать ответ линейной схемы. Генераторы шума устройства строятся внутри блока MATLAB System, который конфигурирует Linear Circuit Wizard, и включают мерцающий шум, а также равномерно распределенный Гауссов шум.
Примечание
Также Linear Circuit Wizard предлагает тип источника шума Device входа порта, через который можно вводить собственную модель шума устройства. Для любого конкретного устройства следует использовать либо входной порт источника шума Device, либо генератор шума внутреннего устройства, но не оба.
Генераторы шума устройства предназначены для моделирования шума тока, создаваемого резисторами и полупроводниковыми устройствами, такими как МОП-транзисторы. На вкладке Device Noise Generators Linear Circuit Wizard можно выбрать из списка резисторов и управляемых источников тока, которые являются элементами схемы, для которых можно смоделировать шум устройства. Чтобы смоделировать источник шума устройства, выберите элемент схемы из списка, включите генератор шума его устройства и установите параметры для этого генератора шума устройства. Чтобы отключить генератор шума устройства, выберите элемент схемы и отключите генератор шума его устройства.
Можно сконфигурировать генератор шума устройства с помощью трех параметров: Коэффициент шума, Частота угла и Независимый источник шума/Начальный seed генератора шума.
Параметр Коэффициента Шума задает спектральную плотность сгенерированного шума уравнением
i2 = 4 <reservedrangesplaceholder2> <reservedrangesplaceholder1> <reservedrangesplaceholder0>
где i2 - спектральная плотность шума в A2/ Hz, k является константой Больцмана, T является температура в степенях Кельвина, и G2 - коэффициент шума в единицах проводимости (Siemens или 1/Ом).
Для резисторов шумом устройства является шум Джонсона/Найквиста, и коэффициент шума равен G = 1/ R, где R является проводимостью резистора. Linear Circuit Wizard выполняет это вычисление из значения резистора в списке цепей и устанавливает коэффициент шума на полученную проводимость.
Для МОП-транзисторов коэффициент шума равен G = γ g dso, где γ имеет нижнюю границу 2/3 для МОП-транзисторов с относительно длинной длиной канала и может быть 1,5 или больше для коротких МОП-транзисторов. g dso является выходной проводимостью при нулевом смещении стока. Поскольку γ зависит от процесса, вы должны выполнить это вычисление и ввести получившийся коэффициент шума.
Параметр Corner frequency задает мерцающий шум для устройства. Спектральная плотность мерцающего шума увеличивается приблизительно до 1/f. Угловая частота является частотой, при которой мерцающий шум приблизительно равен спектральной плотности равномерно распределенного теплового шума. Частота угла зависит от процесса, но обычно имеет значение около 1 кГц.
В блоке MATLAB System, сконфигурированном Linear Circuit Wizard, частотная характеристика мерцающего шума реализована фильтром, который точно создает спектральную плотность 1/ f от угловой частоты до четырех десятилетий ниже угловой частоты. На даже более низких частотах смоделированный мерцающий шум по существу является постоянным .
Хотя большинство источников шума устройства статистически независимы друг от друга, существуют случаи, в которых один и тот же процесс шума влияет на выходы нескольких устройств. В наиболее распространенном случае включите Независимый источник шума. Однако, когда несколько устройств должны управляться одним и тем же стохастическим процессом, отключите источник независимого шума на генераторе шума устройства для каждого из этих устройств и установите seed генератора шума на то же положительное целое число. Получившиеся генераторы шума устройства имеют тот же стохастический процесс, но статистически независимы от всех других генераторов шума устройства.