1 / f tiếng ồn, nó có giới hạn?

Về cơ bản câu hỏi của tôi là:

Tôi nghi ngờ mật độ nhiễu đi đến vô cùng vì chúng ta có thể đạt đến giới hạn f → 0 trong bất kỳ mạch DC nào trái ngược với giới hạn f → (đó là một lý tưởng hóa vì tất cả các mạch hoạt động như một mức thấp cho đủ f).

Nếu mật độ nhiễu bị giới hạn, tại f, và nó phân rã như thế nào?

Ở tần số thấp hơn, các sự kiện ít phổ biến hơn trở thành một phần của tín hiệu, trên thang âm giây và tiếng bước chân trên thang tuần, có bão điện, trên thang tháng có hiệu ứng theo mùa, trên thang độ của năm động đất, v.v ...

$2.3\times10^{−18}Hz$

$Does ~f ~go \to 1/\infty ?$

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

= 31.709,8 thế kỷ .. bây giờ đó là một chút nhấp nháy nhưng thế kỷ nào?

Đây có phải là xác suất sóng gamma đánh các electron ra khỏi quỹ đạo?

Trong âm thanh, nó được gọi là "Tiếng ồn hồng" và nó tồn tại ở mọi nơi trong tự nhiên.

Nguyên nhân thực sự không được biết , nhưng nó tồn tại miễn là bạn đo nó thậm chí trong 60 năm qua, như đã được thực hiện.

Điều mà các nhà khoa học ở Trung Quốc biết là, nguồn gốc của nhiễu 1 / f là sự tương tác giữa hệ thống và hiệu ứng ngẫu nhiên.

Trong các kích thước hạt bụi, chúng ta thấy cùng một biểu đồ của qty so với kích thước nếu chúng ta đánh đồng tần số xuất hiện của các hạt bụi trong một đơn vị thể tích. Làm thế nào nhỏ họ có thể đi? chỉ các nhà vật lý hạt mới có thể trả lời điều này và họ tiếp tục tìm những hạt nhỏ với nhiều năng lượng cần thiết hơn để tìm thấy chúng.

1 M.Keshner ， 1 / f tiếng ồn ， tố tụng của IEEE, 70 (1982), pg212-218
[2] B.Mendlebrot và R.Voss, Tiếng ồn trong hệ thống vật lý và Tiếng ồn 1 / f,
Elsevier Science, 1983, ch . Tại sao Fractal và khi nào nên tạo tiếng ồn bằng cách chia tỷ lệ?, Pg31-39
[3] RFVoss và J.Clarke, 1 / f Tiếng ồn trong âm nhạc và lời nói, Nature, 258 (1975), pg31-38
[4] BBManderbrot, Một số tiếng ồn với Phổ 1 / f, abridge giữa dòng điện trực tiếp và nhiễu trắng, Lý thuyết giao dịch về thông tin, IT-13 (1967), pg289-298 [5] BBManderbrot và JWVNess, chuyển động Fractional Browinian, tiếng ồn phân đoạn và ứng dụng, Siam Review, 10 ( 1968), pg422-437 [7] XCZhu và Y.Yao, Tiếng ồn tần số thấp của chất quang dẫn HgCdTe, Nghiên cứu hồng ngoại, 8 (1989) 5, pg375-380. (ở Trung Quốc)
[6] V.Solo, Hàm ngẫu nhiên nội tại và nghịch lý của tiếng ồn 1 / f, Tạp chí Toán học ứng dụng SIAM, 52 (1992), pg270-291

[8] MKYu, FSLiu, lý thuyết tiếng ồn 1 / f về tiếng ồn 1 / f, Acta Vật lý, 32 (1983) 5, pg593-606, (bằng tiếng Trung Quốc)
[9] J.Clark và G.Hawking, Phys. Mục sư B14 (1974) 2862
[10] J.Kurkijarvi, Phys. Rev. B6 (1972) 832
[11] 安 秀 树, 分数 结, 地震 出版社, 1994, pg63-65
[12] Xu Shenglong, thăm dò tiếng ồn 1 / f, Âm học kỹ thuật, 1997, pg63-67
[13] Xu Shenglong, Động lực học thống kê của nhiễu 1 / f, Công nghệ hồng ngoại, 25 (2003), pg63-67 [15] W u Peijun, Độ ồn điện áp thấp 1 ／ f của Microbridge Tibridge, CHINESE JACKAL OF Low VẬT LÝ NHIỆT ĐỘ, 16 (1994), pg350-353
[14] Xu Shenglong, Nghiên cứu lại động lực học thống kê của nhiễu 1 / f, Công nghệ đo lường Trung Quốc, 33 (2007), pg79- 83

Đã đọc Tạp chí Mạch trạng thái rắn trong nhiều thập kỷ, trong đó các nguyên nhân gây nhiễu của tất cả các dạng là một cuộc thảo luận quan trọng đối với hiệu suất của vòng khóa pha, tôi sẽ cung cấp một số hồi ức từ bài thuyết trình ATT hoặc IBM tại ISSCC hàng năm ) khoảng năm 2005.

Có nhiều điện tích bị bẫy khác nhau trên bề mặt tinh thể và cũng bị chôn vùi bên trong tinh thể tại các "trật khớp" phi lý tưởng khác nhau, nơi các vùng hoàn hảo khác nhau gặp nhau ở các mẫu nguyên tử không hoàn hảo.

Các khoản phí bị mắc kẹt này có thời gian thư giãn, từ micro giây đến giây (và có lẽ lâu hơn). Do đó, khi các electron riêng lẻ thoát ra khỏi các vị trí lưu trữ nhỏ này, chúng ta thấy các xung nhỏ. Các hệ thống đo băng thông hữu hạn, hoặc các mạch của chúng tôi, làm tròn các xung này thành "nhiễu".

Và khi các cực tín hiệu đảo ngược, các điện tích di chuyển trở lại vào các bẫy điện tích này, một lần nữa dưới dạng các xung nhỏ.

Rõ ràng có nhiều bẫy sạc hơn cho thời gian thư giãn trong thời gian rất dài và chúng ta có được nhiều năng lượng hơn ở tần số thấp hơn.

Bề mặt silicon sạch hơn làm giảm tiếng ồn 1 / F.

Và các bó silicon (con thú khổng lồ 12 "gần 24" được cung cấp bởi các nhà tinh chế vùng) với ít sự sai lệch bên trong làm giảm tiếng ồn 1 / F.

Đó là đường màu đỏ. Không phải là màu xanh lá cây.

Tôi thích nghĩ tiếng ồn 1 / f là tiếng ồn nhiệt và nhiệt di chuyển xung quanh các phần khác nhau của khuôn silicon (hoặc bóng bán dẫn). Nếu bạn đã từng xem than hồng phát sáng trong lửa, nó có thể tương tự như những dao động nhiệt độ đó, nhưng ở một quy mô khác (ít nhất đó là cách tôi nghĩ về tiếng ồn 1 / f).

Không có cách nào để thực sự biết ở đây là những gì AOE ( Nghệ thuật điện tử phiên bản thứ 3 của Horowitz và Hill) nói:

Bạn thường nghe nói về công suất nhiễu tần số thấp tuân theo luật 1 / f, tên lửa như thể có một số yêu cầu theo luật định liên quan. Ban đầu bạn có thể nghĩ rằng điều này không thể đúng, bởi vì (bạn tự nói với mình) phổ công suất 1 / f không thể tiếp tục mãi mãi, vì nó sẽ bao hàm biên độ nhiễu không giới hạn. Nếu bạn đợi đủ lâu, điện áp bù đầu vào (hoặc dòng điện đầu vào, trong trường hợp này) sẽ không bị chặn. Trên thực tế, thần thoại phổ biến về thảm họa tiếng ồn tần số thấp (mà suy nghĩ của bạn sẽ trở thành nạn nhân) hoàn toàn không có giá trị: ngay cả khi mật độ công suất tiếng ồn tiếp tục giảm xuống 1 / f cho đến tần số 0, tổng công suất nhiễu của nó (nghĩa là tích phân của mật độ công suất nhiễu) chỉ phân kỳ logarit, cho rằng$\int f^{−1}df = \log f$. Để đặt một số số cho nó, tổng công suất nhiễu trong phổ 1 / f thuần giữa 1 microhertz và 10 Hz chỉ lớn hơn 3,5 lần so với giữa 0,1 Hz và 10 Hz; giảm sáu thập kỷ nữa (xuống 10−12 Hz), tỷ lệ tương ứng chỉ tăng lên 6,5. Nói cách khác, tổng công suất nhiễu 1 / f, giảm dần đến tần số tương ứng là 32.000 năm (khi người Neanderthal vẫn đi lang thang trên hành tinh và không có op-amps), chỉ lớn hơn sáu lần đó là của bảng dữ liệu thông thường 0,1 Tiếng10 Hz Hz tiếng ồn tần số thấp. Quá nhiều cho thảm họa. Để tìm hiểu xem nhiễu tần số thấp của opamp thực có tiếp tục phù hợp với phổ 1 / f hay không, chúng tôi đã đo phổ nhiễu hiện tại của op-amp LT1012 xuống đến 0,5 millihertz, 130 với kết quả của Hình 8.107. Như chúng tôi đã nhận xét ở trên, op-amp này khác thường ở chỗ mật độ tiếng ồn hiện tại của nó tăng nhanh hơn 1 / √f (tiếng ồn màu hồng) thông thường trong một thập kỷ khoảng 1Hz; nhưng ngay cả khi nó lắng lại tiếng ồn hồng kinh điển, và cuối cùng trở thành một thứ gì đó gần gũi hơn với màu trắng nhạt của Hồi (f −1/4 hoặc chậm hơn). Bạn có thể kết luận rằng điều này thể hiện bản chất phi vật lý của hành vi 1 / f hoàn toàn xuống không. Nhưng có một lời giải thích khả dĩ khác, đó là opamp này bị ảnh hưởng bởi một số tiếng ồn nhẹ. Điều đó sẽ phù hợp với độ dốc nhanh hơn hồng hồng của xung quanh 1Hz (nhớ lại phổ nhiễu nổ trong Hình 8.6), và nó cũng sẽ dẫn bạn đến việc xác định không chính xác một dốc dốc chậm hơn màu hồng ở tần số thấp kết thúc phổ trong hình 8.107.

Nguồn: Nghệ thuật điện tử Nguồn: Nghệ thuật điện tử

Đồ thị thú vị nhất với tôi là 8.106, cho thấy một chuỗi thời gian của một amp có độ ồn thấp với các bộ lọc khác nhau. Nhiễu biên độ lớn nhất là 100Hz-1kHz, và sau đó là 0,1-1Hz. Nếu biểu đồ này được tiếp tục ở mức 0,01-0,1Hz thì có lẽ nó sẽ không tăng nhiều (và thử nghiệm đó không được thực hiện vì nó sẽ mất quá nhiều thời gian hoặc bộ lọc sẽ khó xây dựng. Nhưng hãy thực hiện một thử nghiệm suy nghĩ, hãy lấy 0,1Hz -1Hz và xếp nó từ đầu đến cuối một vài lần. Biên độ sẽ không tăng nhưng bạn chỉ tăng thời gian, vì vậy nếu bạn thực hiện FFT, bạn sẽ không thấy biên độ tăng và đến một lúc nào đó nó sẽ quay trở lại DC đó sẽ là một giá trị xung quanh 0. Tại sao bằng 0? bởi vì đó là giá trị trung bình của nhiễu.

Trong công việc của mình, tôi đã chạy FFT theo thang tháng (tôi không có trong tay) nhưng chúng bị san phẳng và không đi lên mãi mãi.

Một điều thứ hai cần lưu ý là bạn sẽ có nhiều nguồn tiếng ồn khác trên thang đo từ nửa giờ đến vài ngày, bạn đang bước vào độ tin cậy của nhiệt độ. Điều hòa không khí, chu kỳ ngày đêm, thời tiết và áp suất bắt đầu để thực hiện các phép đo mức thấp.