เสียงทั้งหมดนี้คืออะไร

ผู้คนมักพูดถึงเสียงรบกวนในวงจร op-amps ราคาถูกมีเสียงดังการใช้มอเตอร์สามารถสร้างเสียงรบกวนในการจ่ายไฟฟ้าและวงจรอนาล็อกจำนวนมากจัดการกับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (เช่นพยายามทำให้ระดับเสียงต่ำ)

สัญชาตญาณของฉันคือเสียงรบกวนคือการปรากฏตัวของสัญญาณที่ความถี่ที่เราไม่สนใจ (สิ่งนี้อาจหรืออาจไม่ถูกต้อง) อย่างไรก็ตามฉันไม่รู้ว่าเสียงนี้มาจากไหน

เสียงไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร? สร้างอะไร ฉันจะกำจัดมันได้อย่างไร

การแสดงตนของพลังงานที่ความถี่ที่คุณไม่สนใจสามารถถูกกรองออกได้อย่างง่ายดาย การมีพลังงานที่ความถี่ที่คุณสนใจเป็นปัญหาเนื่องจากไม่สามารถกรองได้

มีหลายแหล่งที่มาหลักของเสียง ขึ้นอยู่กับบริบทที่คุณกำลังพูดถึง - สิ่งต่าง ๆ เช่นการรบกวนหรือการพูดคุยข้ามอาจถือเป็นเสียงรบกวนในบริบทของการพูดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน แต่เมื่อคุณสร้าง 'เครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำ' สิ่งนี้หมายถึงแหล่งกำเนิดของเสียงรบกวน

แหล่งข่าวคนหนึ่งของเสียงที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือเสียงความร้อน วัตถุใด ๆ ที่ไม่ได้นั่งอยู่ที่ศูนย์สัมบูรณ์มีพฤติกรรมเหมือนวัตถุสีดำและแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหานี้เป็นปัญหาสำหรับการสื่อสาร RF ในระยะยาวเนื่องจากการแผ่รังสีดำจากพื้นดินอาคาร ฯลฯ จะปรากฏขึ้นในแถบความถี่ที่น่าสนใจและวาง 'floor' ในระดับสัญญาณที่คุณสามารถรับได้ เสียงรบกวนนี้แบนราบมากหรือน้อยไปจนถึงประมาณ 80 GHz ดังนั้นพลังเสียงรบกวนจึงแปรผันตามแบนด์วิดท์และอุณหภูมิ เสียงความร้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เรียกว่าเสียงจอห์นสัน. เสียงของจอห์นสันนั้นเกิดจากอิเล็กตรอน (หรือตัวพาประจุอื่น ๆ ) ที่สั่นคลอนรอบเนื่องจากไม่ได้อยู่ที่ศูนย์ สิ่งนี้สามารถสร้างแบบจำลองเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในซีรีส์หรือแหล่งกระแสในแบบคู่ขนานกับตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจร เสียงของจอห์นสันเป็นสัดส่วนกับแบนด์วิดท์อุณหภูมิและความต้านทาน

เสียงยิงเป็นเสียงที่แตกต่างกันมากที่เกิดขึ้นเมื่อประจุเคลื่อนที่ข้ามช่องว่าง (หลอดสุญญากาศ) หรือผ่านทางแยกเซมิคอนดักเตอร์ (diode, BJT) เนื่องจากผู้ให้บริการเรียกเก็บเงินไม่ต่อเนื่อง (คุณสามารถนับได้) การชาร์จจะต้องถูกวัดในหน่วยที่ผ่านการคำนวณแล้ว เมื่อกระแสไหลจำนวนผู้ให้บริการที่เรียกเก็บเงินจำนวนเต็มจะย้ายไปถึงช่วงเวลาที่สุ่ม สำหรับกระแสใหญ่ความผันผวนมีน้อยมากจนไม่สามารถตรวจจับได้ อย่างไรก็ตามสำหรับกระแสที่น้อยมากกระแสจะไหลในชุดของ 'พัลส์' หนึ่งอันสำหรับอิเล็กตรอนแต่ละตัว ส่งผลให้เสียงรบกวนจากการถ่ายภาพกลายเป็นปัญหาใหญ่ที่ระดับสัญญาณต่ำ เสียงยิงเป็นสีขาว หมายความว่ามันเป็นอิสระจากความถี่และพลังเสียงโดยรวมเป็นสัดส่วนกับแบนด์วิดธ์

เสียงวูบวาบหรือเสียง1 / f เป็นเสียงประเภทอื่น สิ่งนี้เกิดขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นอกเหนือจากเสียงรบกวนจากจอห์นสันและเสียงรบกวนจากการยิง เสียงวูบวาบเรียกว่า 1 / f เสียงเนื่องจากพลังเสียงเป็นสัดส่วนกับการผกผันของความถี่ - มันสูงที่ความถี่ต่ำและต่ำที่ความถี่สูง เสียงสั่นไหวโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับระดับ DC

แหล่งข้อมูลอื่น ๆ ของเสียงเป็นบิตน้อยกว่าปกติเช่นเสียงหิมะถล่ม เสียงหิมะถล่มเกิดจากการพังทลายของหิมะถล่ม ระหว่างการพังทลายของหิมะถล่มอิเล็กตรอนที่ไหลจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมามากขึ้นและสร้างกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ อุปกรณ์เช่นเครื่องตรวจจับหิมะถล่มใช้เอฟเฟกต์นี้เพื่อตรวจจับโฟตอนจำนวนเล็กน้อยโดยการให้น้ำหนักอุปกรณ์บนขอบของการพังทลายของหิมะถล่มดังนั้นโฟตอนจำนวนหนึ่งที่ชนกับเครื่องตรวจจับจะปล่อยอิเล็กตรอนเพียงพอเพื่อกระตุ้นการสลาย กระแสปัจจุบันระหว่างพังทลายลงมาดังมาก ในความเป็นจริงจะมีเสียงดังที่ไดโอดหิมะถล่มถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน RF สำหรับการทดสอบส่วนประกอบ RF ต่างๆ

Crosstalk, สัญญาณรบกวน, และ intermodulationยังเป็นแหล่งสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เสียงรบกวนทางเทคนิค Crosstalk และสัญญาณรบกวนเป็นสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ที่มาจากแหล่งภายนอก Intermodulation มาจาก non-linearities และทำให้ช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันในตัวกลางเดียวกันถูกซ้อนทับทับกัน นี่เป็นปัญหาสำคัญเมื่อพยายามส่งสัญญาณเป็นจำนวนมากพร้อมกันเมื่อพวกเขารวมกัน โดยทั่วไปนี่คือ 2 Fa - Fb ตัวอย่างเช่นถ้าฉันส่งสองช่องสัญญาณด้วยระยะห่าง 1 kHz บน 1 MHz แล้วฉันกำลังส่งสัญญาณ 1.000 MHz ที่ 1.001 MHz IMD หมายความว่าฉันจะได้รับพลังงานบางอย่างใน 2 * 1.000 - 1.001 = 0.999 MHz และ 2 * 1.001 - 1.000 = 1.002 MHz ซึ่งจะรบกวนช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันในระยะห่างเดียวกัน