Bütün bu gürültü ne?

İnsanlar genellikle devrelerdeki gürültü hakkında konuşurlar . Ucuz op-amp'ler gürültülüdür , bir motor çalıştırmak besleme üzerinde gürültü yaratabilir ve birçok analog devre sinyal- gürültü oranı ile ilgilenir (yani: gürültü tabanını düşük tutmaya çalışmak ).

Sezgim, gürültünün ilgilenmediğimiz frekanslardaki sinyallerin varlığıdır. (Bu doğru olabilir veya olmayabilir). Ancak, bu gürültünün nereden geldiğini bilmiyorum.

Elektriksel gürültü nasıl görünüyor? Ne üretir? Ondan nasıl kurtulurum?

İlgilenmediğiniz frekanslarda gücün varlığı kolayca filtrelenebilir. İlgilendiğiniz frekanslarda gücün varlığı sorun değildir, çünkü bu filtrelenemez.

Birkaç ana gürültü kaynağı vardır . Bununla birlikte, hangi bağlamdan bahsettiğinize bağlıdır - parazit veya çapraz konuşma gibi şeyler, örneğin sinyal-gürültü oranı bağlamında gürültü olarak kabul edilebilir, ancak bir 'düşük gürültü amplifikatörü' oluşturduğunuzda , bu içsel gürültü kaynaklarını ifade eder.

Kaçınılmaz olan bir gürültü kaynağı termal gürültüdür . Mutlak sıfırda oturmayan herhangi bir nesne siyah bir gövde gibi davranır ve elektromanyetik radyasyon yayar. Bu, uzun menzilli RF iletişimleri için bir sorundur çünkü zeminden, binalardan vb. Bu gürültü, yaklaşık 80 GHz'e kadar az çok düzdür, bu nedenle gürültü gücü bant genişliği ve sıcaklıkla orantılıdır. Elektronikteki termal gürültüye Johnson gürültüsü denir. Johnson gürültüsü, mutlak sıfırda olmadığı için etrafta dolanan elektronlar (veya diğer şarj taşıyıcıları) tarafından üretilir. Bu, seri olarak bir voltaj kaynağı veya bir devredeki her bir rezistöre paralel olarak bir akım kaynağı olarak modellenebilir. Johnson gürültüsü bant genişliği, sıcaklık ve dirençle orantılıdır.

Atış gürültüsü , yükler bir boşluk (vakum tüpü) veya yarı iletken birleşme (diyot, BJT) boyunca hareket ettiğinde ortaya çıkan çok farklı bir gürültü türüdür. Yük taşıyıcılar ayrık olduğundan (bunları sayabilirsiniz), yük bu niceliksel birimlerde ölçülmelidir. Bir akım aktığında, rastgele aralıklarla gelen bir tam sayı şarj taşıyıcı hareket edecektir. Büyük akımlar için, dalgalanma o kadar küçüktür ki, temelde tespit edilemez. Bununla birlikte, çok küçük akımlar için, akım, her elektron için bir tane olmak üzere bir dizi 'darbe' içinde akacaktır. Sonuç olarak, atış gürültüsü düşük sinyal seviyelerinde büyük bir sorun haline gelir. Atış sesi beyazdır; yani frekanstan bağımsızdır ve toplam gürültü gücü bant genişliği ile orantılıdır.

Titreşim veya 1 / f gürültü , farklı bir gürültü türüdür. Bu, Johnson gürültüsü ve atış gürültüsüne ek olarak elektronik cihazlarda da görülür. Titreşim gürültüsü 1 / f gürültü olarak adlandırılır, çünkü gürültü gücü frekansın tersi ile orantılıdır - düşük frekanslarda yüksektir ve yüksek frekanslarda düşüktür. Genellikle titreme gürültüsü DC seviyesine bağlıdır.

Çığ gürültüsü gibi diğer gürültü kaynakları biraz daha az yaygındır . Çığ gürültüsüne çığ dökümü neden olur. Çığ kırılımı sırasında, akan elektronlar daha fazla elektron salar ve katlanarak büyüyen bir akım oluşturur. Çığ fotodetektörleri gibi aygıtlar, cihazı çığ kırılmasının hemen kenarında saplayarak az sayıda foton algılamak için bu efekti kullanır, böylece detektöre çarpan az sayıda foton, arızayı tetiklemek için yeterli elektron salar. Çığ kırılması sırasındaki akım akışı çok gürültülüdür. Aslında, çığ diyotların çeşitli RF bileşenlerini test etmek için RF gürültü kaynakları olarak kullanılması çok gürültülüdür.

Çapraz konuşma, girişim ve intermodülasyon da istenmeyen sinyallerin kaynaklarıdır, ancak bunlar teknik olarak gürültü değildir. Çapraz konuşma ve parazit, harici kaynaklardan gelen istenmeyen sinyallerdir. İntermodülasyon doğrusallıktan gelir ve aynı ortamdaki bitişik kanalların üst üste bindirilmesine neden olur. Bu, birbirleriyle karıştıkça çok sayıda kanalı paralel olarak iletmeye çalışırken büyük bir sorundur. Genellikle bu 2 Fa - Fb'dir. Örneğin, 1 MHz'de 1 kHz aralıklı iki kanal iletirsem, 1.000 MHz 1,001 MHz iletiyorum. IMD, 2 * 1.000 - 1.001 = 0.999 MHz ve 2 * 1.001 - 1.000 = 1.002 MHz'de biraz güç alacağım anlamına geliyor, bu da aynı aralıktaki bitişik kanallara müdahale ediyor.