1 / f gürültü, sınırlı mı?

Temelde sorum şu:

Gürültü yoğunluğunun sonsuza kadar gittiğinden şüpheliyim, çünkü f → ∞ sınırının aksine herhangi bir DC devresinde f → 0 sınırına ulaşabiliriz (bu bir idealdir çünkü tüm devre yeterli f için düşük geçiş gibi davranır).

Gürültü yoğunluğu sınırlıysa, hangi f ve nasıl bozunur?

Daha düşük frekanslarda daha az yaygın olaylar sinyalin bir parçası haline gelir, birkaç haftadaki saniye kalp atışlarının ve ayak seslerinin ölçeklerinde elektrik fırtınaları vardır, aylarca bir ölçekte, yıllarca deprem vb.

En büyük patlama içermelidir bir :)$2.3\times10^{−18}Hz$

$Does ~f ~go \to 1/\infty ?$ bilinmeyen, kanıtlanmamış ama ona yakın

$\dfrac{1V}{\sqrt{Hz}} @10^{-14} Hz$ eşittir .... bekleyin

= 31,709,8 asır .. şimdi bu biraz titriyor ama hangi yüzyılda?

Bu, gama dalgasının elektronları yörüngeden vurma olasılığı mı?

Ses olarak buna "Pembe Gürültü" denir ve doğada her yerde bulunur.

Gerçek neden bilinmemekle birlikte , son 60 yılda bile yapıldığı gibi ölçtüğünüz sürece mevcuttur.

Çin'deki bilim adamlarının bildiği şey , 1 / f gürültünün kaynağının sistem ve rastgele etki arasındaki etkileşimdir.

Toz partikül boyutlarında, birim hacimde toz partiküllerinin görülme sıklığını eşitlersek, aynı boyutta vs boyut histogramını görürüz. Ne kadar küçük olabilirler? sadece parçacık fizikçileri buna cevap verebilir ve onları bulmak için daha fazla enerjiye sahip küçük parçacıklar bulmaya devam ederler.

1 M.Keshner ， IEEE'nin 1 / f gürültü ， işlemleri, 70 (1982), pg212-218
[2] B.Mendlebrot ve R.Voss, Fiziksel Sistemde Gürültü ve 1 / f Gürültü,
Elsevier Science, 1983, ch . Fraktal neden ve ölçeklenerek gürültü yapmalı ?, pg31-39
[3] RFVoss ve J.Clarke, 1 / f Müzik ve konuşmada gürültü, Doğa, 258 (1975), pg31-38
[4] BBManderbrot, Bazı gürültü 1 / f spektrumu, doğru akım ve beyaz gürültü arasında köprü, IEEE Bilgi Teorisi İşlemi, IT-13 (1967), pg289-298 [5] BBManderbrot ve JWVNess, Kesirli Browdin hareketleri, kesirli sesler ve uygulama, Siam Review, 10 ( 1968), pg422-437
[6] V.Solo, İçsel rastgele fonksiyonlar ve 1 / f seslerin paradoksu, SIAM uygulamalı Matematik Dergisi, 52 (1992), pg270-291
[7] XCZhu ve Y.Yao, HgCdTe fotokondüktörlerinin düşük frekanslı gürültüsü, Infrared Research, 8 (1989) 5, pg375-380. (Çince)
[8] MKYu, FSLiu, 1 / f gürültünün 1 / f gürültü teorisi, Physics Acta, 32 (1983) 5, pg593-606, (Çince)
[9] J.Clark ve G.Hawking, Phys. Rev. B14 (1974) 2862
[10] J.Kurkijarvi, Phys. Rev. B6 (1972) 832
[11] 高 安 秀 树, 分数 结, 地震 出版社, 1994, pg63-65
[12] Xu Shenglong, 1 / f gürültü keşfi, Teknik Akustik, 1997, pg63-67
[13] Xu Shenglong, 1 / f gürültünün istatistiksel dinamikleri, Kızılötesi Teknoloji, 25 (2003), pg63-67
[14] Xu Shenglong, 1 / f gürültünün istatistiksel dinamiklerinin yeniden incelenmesi, Çin Ölçüm Teknolojisi, 33 (2007), pg79- 83
[15] W u Peijun, Ti Film Mikroköprüsünün Düşük Frekans 1 ／ f Gerilim Gürültüsü, ÇİN DÜŞÜK SICAKLIK FİZİĞİ DERGİSİ, 16 (1994), pg350-353

Yıllar boyunca Katı Hal Devreleri Dergisi'ni okuduktan sonra, tüm formların çeşitli gürültü nedenlerinin faz kilitli döngü performansı için önemli bir tartışma olduğu, yıllık ISSCC'deki (konferansta ATT veya IBM sunumundan bazı hatırlamalar yapacağım) ) yaklaşık 2005.

Kristal yüzeyinde çeşitli hapsolmuş yükler vardır ve kristalin içine çeşitli mükemmel bölgelerin mükemmel olmayan atomik kalıplarda buluştuğu ideal olmayan kübik olmayan çeşitli çıkıklara gömülür.

Bu sıkışmış yükler mikrosaniyeden saniyeye (ve belki de daha uzun) kadar gevşeme sürelerine sahiptir. Bu nedenle, bireysel elektronlar bu küçük depolama yerlerinden kaçtıkça, küçük impulslar görüyoruz. Sonlu bant genişliği ölçüm sistemleri veya devrelerimiz bu darbeleri "gürültü" e yuvarlar.

Ve sinyal polariteleri tersine döndükçe, yükler yine küçük darbeler şeklinde bu yük tuzaklarına geri döner.

Görünüşe göre çok uzun süreli gevşeme süreleri için daha fazla şarj tuzağı var ve daha düşük frekanslarda daha fazla güç elde ediyoruz .

Daha temiz silikon yüzeyler 1 / F gürültüsünü azaltır.

Ve daha az dahili çıkığı olan silikon boules (bölge rafinerileri tarafından sağlanan neredeyse saf 12 "x 24" canavarlar) 1 / F gürültüsünü azaltır.

Bu kırmızı çizgi. Yeşil değil.

1 / f gürültüyü termal gürültü olarak düşünmeyi ve bir silikon kalıbın (veya transistörün) farklı bölümleri etrafında hareket eden ısıyı düşünmeyi seviyorum. Bir yangında parlayan közleri izlediyseniz, bu sıcaklık dalgalanmalarına benzer olabilir, ancak farklı bir ölçekte (en azından 1 / f gürültüsünü düşünüyorum).

Burada AOE'nin ( Horowitz ve Hill'in 3. baskı elektronik sanatı) ne olduğunu gerçekten bilmenin bir yolu yok :

Sık sık “1 / f yasasına” uygun düşük frekanslı gürültü gücü hakkında konuşuyorsunuz, sanki bazı yasal gereklilikler varmış gibi. İlk başta bunun doğru olamayacağını düşünebilirsiniz, çünkü (kendinize söylüyorsunuz) 1 / f güç spektrumu sonsuza kadar devam edemez, çünkü sınırsız gürültü genliği anlamına gelir. Yeterince beklediyseniz, giriş ofset voltajı (veya bu durumda giriş akımı) sınırsız hale gelir. Aslında, düşük frekanslı bir gürültü felaketinin (düşünmenizin kurbanı olacağı) popüler mitolojisi haksızdır: gürültü gücü yoğunluğu sıfır frekansa 1 / f kadar devam etse bile, toplam gürültü gücü (yani, gürültü gücü yoğunluğunun integrali), göz önüne alındığında, yalnızca logaritmik olarak ayrılmaktadır.$\int f^{−1}df = \log f$. Buna bazı sayılar koymak için, 1 mikrohertz ve 10 Hz arasındaki saf 1 / f spektrumundaki toplam gürültü gücü, 0.1 Hz ve 10 Hz arasındaki değerin sadece 3.5 katıdır; altmış yıl daha düştüğünde (10−12 Hz), karşılık gelen oran sadece 6,5'e yükselir. Başka bir deyişle, 1 / f toplam gürültü gücü, 32.000 yıllık (Neandertaller hala gezegendeyken ve op-amp yokken) karşılıklı olan bir frekansa inerek, sadece altı kat daha büyüktür. normal veri sayfası 0.1-10 Hz “düşük frekanslı gürültü”. Felaketler için çok fazla. Gerçek opamplerin düşük frekanslı gürültüsünün 1 / f spektrumuna uymaya devam edip etmediğini öğrenmek için, LT1012 op-amp'in mevcut gürültü spektrumunu 0.5 milihertz, 130'a kadar Şekil 8.107 sonucu ölçtük. Yukarıda belirttiğimiz gibi, bu op-amp olağandışı bir durumdur, çünkü mevcut gürültü yoğunluğu, 1Hz civarında on yıl boyunca normal 1 / √f'den (pembe gürültü) daha hızlı yükselir; ancak buna rağmen kanonik pembe gürültüye geri döner ve sonuçta “soluk beyaza” (f −1/4 veya daha yavaş) daha yakın bir şey haline gelir. Bunun 1 / f davranışının fiziksel olarak sıfıra indirdiği sonucuna varabilirsiniz. Ancak başka bir olası açıklama var, yani bu opampın hafif patlama gürültüsünden etkileniyor. Bu, 1Hz civarındaki "pembeden daha hızlı" eğimle tutarlı olacaktır (Şekil 8.6'daki patlama gürültüsü spektrumunu hatırlayın) ve ayrıca düşük frekansta yanlış bir şekilde "pembeden daha yavaş" eğimi atfetmenize neden olur. Şekil 8.107'deki spektrumun sonu.

Kaynak: Elektronik sanatı Kaynak: Elektronik sanatı

Benim için en ilginç grafik 8.106. En büyük genlik gürültüsü 100Hz-1kHz ve daha sonra 0.1-1Hz'dir. Bu grafik 0.01-0.1Hz'e devam ederse, muhtemelen çok fazla artmayacaktır (ve bu test çok uzun süreceği veya filtrenin oluşturulması zor olacağı için çalıştırılmadı. Ancak bir düşünce deneyi yapın, 0.1Hz'yi alın -1Hz ve uçtan uca birkaç kez istifleyin Genlik artmaz, ancak zamanı arttırırsınız, bu nedenle bir FFT yapacak olursanız, genlik artışını görmezsiniz ve bir noktada DC'ye geri döner neden sıfır civarında bir değer olur? Neden sıfıra? çünkü gürültünün ortalama değeri burasıdır.

Çalışma alanımda, FFT'leri ay ölçeğinde çalıştırdım (elimde yok) ama düzleşiyorlar ve sonsuza kadar yükselmiyorlar.

Dikkat edilmesi gereken ikinci bir şey, yarım saat ila gün ölçeğinde başka birçok gürültü kaynağına sahip olacağınız, sıcaklık gürültüsünün relmine giriyorsunuz. Klimalar, günlük döngü, hava ve basınç düşük seviye ölçümleri yapmaya başlar.