इस शोर के साथ क्या है?

Question

लोग अक्सर सर्किट में शोर के बारे में बात करते हैं । सस्ते ऑप-एम्प्स शोर हैं , मोटर चलाने से आपूर्ति पर शोर पैदा हो सकता है , और सिग्नल- टू - शोर अनुपात (यानी: शोर मंजिल को कम रखने की कोशिश ) के साथ बहुत सारे एनालॉग सर्किट डील करते हैं ।

मेरा अंतर्ज्ञान यह है कि शोर उन आवृत्तियों पर संकेतों की उपस्थिति है जिनमें हम रुचि नहीं रखते हैं। (यह सही हो सकता है या नहीं भी।) हालांकि, मुझे नहीं पता कि यह शोर कहां से आता है।

विद्युत शोर कैसे प्रकट होता है? यह क्या उत्पन्न करता है? मुझे इससे छुटकारा कैसे मिलेगा?

Comments

मुझे शोर को दो श्रेणियों में विभाजित करना पसंद है: मौलिक शोर। (जॉन्सन शोर, शॉट शोर, 1 / f शोर (हो सकता है) और तकनीकी शोर। (व्यवधान, कंपन .. सूची लगभग अंतहीन हो सकती है।) आप मौलिक शोर से बहुत अधिक फंस गए हैं .. हालांकि आप पागल चीजें कर सकते हैं जैसे तापमान कम करना। अच्छी तकनीकों के साथ तकनीकी शोर को कम किया जा सकता है।

— जॉर्ज हेरोल्ड

@GeorgeHerold झिलमिलाना शोर पर 'शायद' क्यों?

— स्पायरो पेफेनी

@ सेफ़रोफेनी, वेल 1 / एफ, झिलमिलाहट, पॉप कॉर्न शोर मुझे मध्यवर्ती लगता है। एक आईसी उपयोगकर्ता के रूप में मैं इसके बारे में बहुत कुछ नहीं कर सकता, लेकिन बेहतर तकनीक के साथ चिप निर्माता इसे (कुछ) बेहतर बना सकते हैं। तो यह आईसी डिजाइनरों के लिए थोड़े तकनीकी शोर है।

— जॉर्ज हेरोल्ड

@GeorgeHerold मैं आपके विभाजन से सहमत हूं लेकिन मुझे लगता है कि एक अच्छा चिप डिजाइनर मौलिक शोर को कम करने के लिए बहुत कुछ कर सकता है। सीडीएस या उदाहरण के लिए 1 / एफ के लिए

— चॉपिंग

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि 60 के दशक में बेल लैब्स में काम करने वाले इंजीनियरों द्वारा यह बिल्कुल सवाल है, जब वे अपने सर्किट से सभी शोर को खत्म करने और असफल होने की कोशिश कर रहे थे, जिससे कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन की खोज हुई। जिसने बड़े धमाके के सिद्धांत की पुष्टि की। और खगोलविदों ने विशाल रेडियो एंटेना का निर्माण किया और उन्हें "दूरबीन" कहा।

— स्लीपबेटमैन

Answer 1

आवृत्तियों पर बिजली की उपस्थिति जिसे आप में रुचि नहीं है आसानी से फ़िल्टर किया जा सकता है। आवृत्तियों पर आपकी शक्ति की उपस्थिति समस्या है, क्योंकि इसे फ़िल्टर नहीं किया जा सकता है।

कर रहे हैं शोर के कई मुख्य स्रोत । यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस संदर्भ में बात कर रहे हैं, हालांकि - हस्तक्षेप या क्रॉस-टॉक जैसी चीजों को सिग्नल के शोर के अनुपात के संदर्भ में शोर माना जा सकता है, लेकिन जब आप 'कम शोर एम्पलीफायर' बनाते हैं , यह शोर के आंतरिक स्रोतों को संदर्भित करता है।

शोर का एक स्रोत जो अपरिहार्य है वह थर्मल शोर है । कोई भी वस्तु जो पूर्ण शून्य पर नहीं बैठती है वह एक काले शरीर की तरह व्यवहार करती है और विद्युत चुम्बकीय विकिरण को विकिरणित करती है। यह लंबी दूरी के आरएफ संचार के लिए एक समस्या है क्योंकि जमीन, इमारतों आदि से काला शरीर विकिरण ब्याज के बैंड में दिखाई देगा और संकेत के स्तर पर एक 'मंजिल' डाल सकता है जिसे आप प्राप्त कर सकते हैं। यह शोर लगभग 80 गीगाहर्ट्ज तक कम या ज्यादा फ्लैट है, इसलिए शोर की शक्ति बैंडविड्थ और तापमान के लिए आनुपातिक है। इलेक्ट्रॉनिक्स में थर्मल शोर को जॉनसन शोर कहा जाता है। जॉनसन शोर इलेक्ट्रॉनों (या अन्य चार्ज कैरियर्स) द्वारा उत्पन्न होता है, जो पूर्ण शून्य पर नहीं होने के कारण चारों ओर घूमते हैं। यह श्रृंखला में एक वोल्टेज स्रोत या एक सर्किट में प्रत्येक रोकनेवाला के साथ समानांतर में एक वर्तमान स्रोत के रूप में मॉडलिंग की जा सकती है। जॉनसन शोर बैंडविड्थ, तापमान और प्रतिरोध के लिए आनुपातिक है।

शॉट शोर एक बहुत अलग प्रकार का शोर है जो तब होता है जब आवेश एक अंतर (वैक्यूम ट्यूब) या अर्धचालक जंक्शन (डायोड, बीजेटी) के माध्यम से चलते हैं। चूंकि चार्ज वाहक असतत हैं (आप उन्हें गिन सकते हैं), इन क्वांटीकृत इकाइयों में चार्ज को मापा जाना चाहिए। जब एक धारा प्रवाहित होती है, तो एक पूर्णांक संख्या आवेश वाहक स्थानांतरित हो जाएंगे, जो यादृच्छिक अंतराल पर पहुंचेगा। बड़ी धाराओं के लिए, उतार-चढ़ाव इतना छोटा है कि यह मूल रूप से अवांछनीय है। हालांकि, बहुत छोटी धाराओं के लिए, धारा 'दालों' की एक श्रृंखला में प्रवाहित होगी, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के लिए। नतीजतन, कम शोर स्तरों पर शॉट शोर एक बड़ी समस्या बन जाता है। शॉट शोर सफेद है; इसका मतलब है कि यह आवृत्ति से स्वतंत्र है और समग्र शोर शक्ति बैंडविड्थ के लिए आनुपातिक है।

झिलमिलाहट शोर , या 1 / एफ शोर , एक और, विभिन्न प्रकार का शोर है। यह जॉनसन शोर और शॉट शोर के अलावा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में होता है। झिलमिलाहट शोर को 1 / f शोर कहा जाता है क्योंकि शोर शक्ति आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है - यह कम आवृत्तियों पर उच्च और उच्च आवृत्तियों पर कम होती है। आम तौर पर झिलमिलाहट का शोर डीसी स्तर पर निर्भर होता है।

शोर के अन्य स्रोत थोड़ा कम आम हैं, जैसे कि हिमस्खलन शोर । हिमस्खलन का शोर हिमस्खलन टूटने के कारण होता है। हिमस्खलन टूटने के दौरान, बहने वाले इलेक्ट्रॉन अधिक इलेक्ट्रॉनों को छोड़ते हैं और एक तेजी से बढ़ने वाले वर्तमान बनाते हैं। हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर्स जैसे उपकरण इस प्रभाव का उपयोग केवल हिमस्खलन ब्रेकडाउन के किनारे पर डिवाइस को बायसिंग करके फोटॉन की छोटी संख्या का पता लगाने के लिए करते हैं, इसलिए डिटेक्टर को मारने वाले फोटॉन की एक छोटी संख्या ब्रेकडाउन को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त इलेक्ट्रॉनों को जारी करेगी। हिमस्खलन टूटने के दौरान वर्तमान प्रवाह बहुत शोर है। वास्तव में, यह इतना शोर है कि विभिन्न आरएफ घटकों के परीक्षण के लिए हिमस्खलन डायोड आरएफ शोर स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है।

क्रॉसस्टॉक, हस्तक्षेप, और इंटरमॉड्यूलेशन भी अवांछित संकेतों के स्रोत हैं, लेकिन ये तकनीकी रूप से शोर नहीं हैं। क्रॉसस्टॉक और हस्तक्षेप बाहरी स्रोतों से आने वाले अवांछित संकेत हैं। इंटरमॉड्यूलेशन गैर-रैखिकता से आता है और एक ही माध्यम में आसन्न चैनलों को एक दूसरे के शीर्ष पर आरोपित करने का कारण बनता है। जब वे एक दूसरे के साथ मिश्रित होते हैं तो समानांतर में बड़ी संख्या में चैनलों को प्रसारित करने की कोशिश करते समय यह एक बड़ी समस्या है। आम तौर पर यह 2 एफए - एफबी है। उदाहरण के लिए, यदि मैं 1 मेगाहर्ट्ज पर 1 kHz रिक्ति के साथ दो चैनलों को प्रसारित करता हूं, तो मैं 1.000 मेगाहर्ट्ज को 1.001 मेगाहर्ट्ज पर प्रसारित कर रहा हूं। IMD का मतलब है कि मुझे 2 * 1.000 - 1.001 = 0.999 मेगाहर्ट्ज और 2 * 1.001 - 1.000 = 1.002 मेगाहर्ट्ज पर कुछ शक्ति मिलेगी, जो समान रिक्ति पर आसन्न चैनलों के साथ हस्तक्षेप करेगा।

Comments

अच्छा, शॉट शोर के बारे में एक बात। सभी धाराएँ शॉट शोर नहीं दिखाती हैं। तो एक बैटरी और प्रतिरोधक से करंट का कोई शॉट शोर नहीं होगा, हालांकि अभी भी प्रतिरोधक का जॉनसन शोर है। एक ही सर्किट में एक आगे के पक्षपाती पीएन डायोड को छड़ी करें और यह शॉट शोर दिखाएगा ... या उस पर प्रकाश पिंडली के साथ एक फोटोडियोड से वर्तमान। शॉट शोर तब होता है जब वर्तमान पीढ़ी में एक यादृच्छिक प्रक्रिया होती है, पीएन डायोड में थर्मल उत्तेजना, फोटोडायोड में फोटो-उत्तेजना। अजीबोगरीब।

— जॉर्ज हेरोल्ड

ठीक है, इलेक्ट्रॉनों की मात्रा निर्धारित की जाती है, इसलिए जहां कहीं भी करंट प्रवाहित होता है, आप शॉट शोर देखेंगे। लेकिन आपको वास्तव में छोटे करंट की आवश्यकता हो सकती है - जैसे पीए रेंज। कुछ उपकरणों ने काफी उच्च धाराओं पर शोर मचाया है, हालाँकि। मेरा मानना ​​है कि जंक्शन के वोल्टेज में गिरावट के कारण डायोड में यह अधिक स्पष्ट है।

— अलेक्स.फोन्निच

आप रॉल्फ लैंडॉयर द्वारा "ठोस राज्य शॉट शोर" देखना चाह सकते हैं। यह एक उच्च अंत पर थोड़ा सा है, एक सैद्धांतिक से। लेकिन आपकी बात के लिए, मैंने फोटोडायोड (और इलेक्ट्रान के आवेश पाया ई) से शॉट शोर को मापा है और मैंने ऊपर बताए गए प्रतिरोधक स्थिति में भी इसी शोर की तलाश की। नाडा। (वैसे उनके चारों ओर वोल्टेज के साथ प्रतिरोधों में बहुत कम शोर होता है, लेकिन यह शॉट शोर के स्तर से नीचे है ... LIGO से एक पेपर है ... ("प्रतिरोधी वर्तमान शोर" के लिए खोज)

— जॉर्ज हेरोल्ड

आह, मैं देखता हूं - यह अंतराल या अर्धचालक जंक्शन है जो शॉट शोर बनाता है। अंतराल के बिना, इलेक्ट्रॉन अधिक सुचारू रूप से प्रवाह कर सकते हैं। प्रतिरोधों में अतिरिक्त शोर के लिए, वे झिलमिलाहट शोर का प्रदर्शन करते हैं, लेकिन यह प्रतिरोधक के प्रकार पर निर्भर करता है।

— अलेक्स.फोनिच

ओह अच्छा, हाँ तारों और चीजों में बिजली का प्रवाह इधर-उधर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की तुलना में बहुत चिकना है। यह कुछ ऐसा है जिसे संभालना मुश्किल है, जब आप इसके बारे में गहराई से कोशिश करते हैं और सोचते हैं। मॉडल लैंडॉउर थोक प्रतिरोधों के लिए सुझाव देता है, अगर हम कुछ व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन के बारे में सोचना चाहते हैं जो संपूर्ण अवरोधक को स्थानांतरित करता है, तो यह है कि उस इलेक्ट्रॉनों के प्रत्येक बिखरने की घटना प्रतिरोध के इलेक्ट्रोड पर ई-फील्ड पल्स बनाता है, और शॉट शोर से कम हो जाता है एक अंश जो बिखरने की लंबाई / अवरोधक के रूप में जाता है।

— जॉर्ज हेरोल्ड