Những gì với tất cả tiếng ồn này?

Mọi người thường nói về tiếng ồn trong các mạch. Giá rẻ op-amps là ồn ào , chạy một động cơ có thể tạo ra tiếng ồn trên cung cấp, và rất nhiều các mạch analog đối phó với các tín hiệu-to- tiếng ồn tỷ lệ (ví dụ: cố gắng để giữ cho tiếng ồn thấp tầng).

Trực giác của tôi là nhiễu là sự hiện diện của các tín hiệu ở tần số mà chúng ta không quan tâm. (Điều này có thể đúng hoặc không đúng.) Tuy nhiên, tôi không biết tiếng ồn này đến từ đâu.

Làm thế nào để tiếng ồn điện xuất hiện? Điều gì tạo ra nó? Làm sao để tôi bỏ nó đi?

Sự hiện diện của năng lượng ở tần số bạn không quan tâm có thể dễ dàng được lọc ra. Sự hiện diện của công suất ở tần số bạn quan tâm là vấn đề, vì điều này không thể được lọc ra.

Có một số nguồn tiếng ồn chính . Tuy nhiên, nó phụ thuộc vào bối cảnh bạn đang nói về - những thứ như nhiễu hoặc nói chéo có thể được coi là nhiễu trong bối cảnh, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm, nhưng khi bạn xây dựng một 'bộ khuếch đại nhiễu thấp' , điều này đề cập đến các nguồn tiếng ồn nội tại.

Một nguồn tiếng ồn không thể tránh khỏi là tiếng ồn nhiệt . Bất kỳ vật thể nào không ngồi ở độ không tuyệt đối sẽ hoạt động giống như một vật thể màu đen và phát ra bức xạ điện từ. Đây là một vấn đề đối với thông tin liên lạc RF tầm xa vì bức xạ vật đen từ mặt đất, các tòa nhà, v.v. sẽ xuất hiện trong dải quan tâm và đặt 'tầng' lên mức tín hiệu mà bạn có thể nhận được. Tiếng ồn này ít nhiều bằng phẳng lên tới khoảng 80 GHz, do đó, công suất nhiễu đơn giản tỷ lệ thuận với băng thông và nhiệt độ. Tiếng ồn nhiệt trong điện tử được gọi là tiếng ồn Johnson. Tiếng ồn Johnson được tạo ra bởi các electron (hoặc các hạt mang điện khác) lắc lư xung quanh do không ở mức 0 tuyệt đối. Điều này có thể được mô hình hóa như một nguồn điện áp nối tiếp hoặc nguồn hiện tại song song với mỗi điện trở trong mạch. Tiếng ồn Johnson tỷ lệ thuận với băng thông, nhiệt độ và điện trở.

Nhiễu bắn là một loại nhiễu rất khác nhau xảy ra khi các điện tích di chuyển qua một khe hở (ống chân không) hoặc qua một điểm nối bán dẫn (diode, BJT). Vì các hạt mang điện là rời rạc (bạn có thể đếm chúng), nên phải đo điện tích theo các đơn vị lượng tử này. Khi một dòng chảy, một số lượng lớn các hạt mang điện sẽ di chuyển, đến các khoảng thời gian ngẫu nhiên. Đối với dòng điện lớn, dao động nhỏ đến mức về cơ bản là không thể phát hiện được. Tuy nhiên, đối với các dòng điện rất nhỏ, dòng điện sẽ chảy theo một chuỗi 'xung', một dòng cho mỗi điện tử. Do đó, nhiễu bắn trở thành một vấn đề lớn ở mức tín hiệu thấp. Tiếng ồn bắn là màu trắng; có nghĩa là nó độc lập với tần số và công suất nhiễu tổng thể tỷ lệ thuận với băng thông.

Tiếng ồn nhấp nháy , hoặc tiếng ồn 1 / f , là một loại tiếng ồn khác. Điều này xảy ra trong các thiết bị điện tử, ngoài tiếng ồn Johnson và tiếng ồn bắn. Nhiễu rung được gọi là nhiễu 1 / f vì công suất nhiễu tỷ lệ với nghịch đảo của tần số - nó cao ở tần số thấp và thấp ở tần số cao. Nói chung tiếng ồn nhấp nháy phụ thuộc vào mức DC.

Các nguồn tiếng ồn khác ít phổ biến hơn, chẳng hạn như tiếng ồn tuyết lở . Tiếng ồn tuyết lở được gây ra bởi sự cố tuyết lở. Trong sự cố tuyết lở, các electron chảy sẽ giải phóng nhiều electron hơn và tạo ra dòng điện tăng theo cấp số nhân. Các thiết bị như bộ tách sóng quang tuyết lở sử dụng hiệu ứng này để phát hiện số lượng nhỏ photon bằng cách thiên vị thiết bị ngay trên rìa của sự cố tuyết lở, do đó, một số lượng nhỏ photon chạm vào máy dò sẽ giải phóng đủ số điện tử để kích hoạt sự cố. Dòng chảy hiện tại trong sự cố tuyết lở rất ồn ào. Trên thực tế, rất ồn khi các điốt tuyết lở được sử dụng làm nguồn nhiễu RF để thử nghiệm các thành phần RF khác nhau.

Crosstalk, nhiễu và xuyên điều chế cũng là nguồn của các tín hiệu không mong muốn, nhưng đây không phải là nhiễu kỹ thuật. Crosstalk và nhiễu là các tín hiệu không mong muốn đến từ các nguồn bên ngoài. Điều chế xuất phát từ sự phi tuyến tính và làm cho các kênh lân cận trong cùng một môi trường được đặt chồng lên nhau. Đây là một vấn đề lớn khi cố gắng truyền một số lượng lớn các kênh song song khi chúng trộn lẫn với nhau. Nói chung đây là 2 Fa - Fb. Ví dụ: nếu tôi truyền hai kênh với khoảng cách 1 kHz trên 1 MHz, thì tôi đang truyền 1.000 MHz và 1.001 MHz. IMD có nghĩa là tôi sẽ nhận được một số năng lượng trên 2 * 1.000 - 1.001 = 0.999 MHz và 2 * 1.001 - 1.000 = 1.002 MHz, điều này sẽ can thiệp vào các kênh liền kề trên cùng một khoảng cách.