Mirgėjimo triukšmas: veikimas, pašalinimas, skirtumai ir pritaikymas

Operacijos stiprintuve yra įvairių triukšmo šaltinių ( operacinis stiprintuvas ), tačiau paslaptingiausias triukšmo šaltinis yra mirgėjimo triukšmas. Tai sukelia nelygumai laidumo juostoje ir triukšmas dėl tranzistorių poslinkio srovių. Šis triukšmas didėja atvirkščiai per dažnį, todėl jis dažnai vadinamas 1/f triukšmu. Šis triukšmas vis dar yra aukštesniuose dažniuose; tačiau kiti operatyvinio stiprintuvo triukšmo šaltiniai pradeda valdyti, prieštaraudami 1/f triukšmo efektams. Šis triukšmas turės įtakos visai elektronikai, pavyzdžiui, veikiančiai stiprintuvai tačiau šis triukšmo šaltinis neturi apribojimų žemo dažnio duomenų rinkimo sistemose. Siekiant užtikrinti geriausią nuolatinės srovės našumą, pvz., mažą poslinkį ir mažą pradinį poslinkį, nulinio poslinkio stiprintuvai taip pat turi papildomą pranašumą, kad pašalintų mirgėjimo triukšmą, kuris yra labai svarbus žemo dažnio programoms. Šiame straipsnyje aptariama apžvalga mirgėjimo triukšmas – darbas ir jo pritaikymas.

Kas yra mirgėjimo triukšmo / mirgėjimo triukšmo apibrėžimas?

Mirgėjimo triukšmas arba 1/f triukšmas yra elektroninio triukšmo tipas, kuris tiesiog atsiranda beveik visuose elektroniniuose įrenginiuose ir gali turėti įvairių kitų efektų, pavyzdžiui, priemaišų laidžiajame kanale, generavimo ir rekombinacijos triukšmą tranzistorius dėl bazinės srovės. Šis triukšmas dažnai vadinamas rožiniu triukšmu arba 1/f triukšmu. Šis triukšmas dažniausiai kyla visuose elektroniniuose įrenginiuose ir turi skirtingas priežastis, nors jos dažniausiai yra susijusios su nuolatinės srovės srautu. Jis svarbus daugelyje elektronikos sričių ir yra svarbus generatoriams, naudojamiems kaip RF šaltiniai.

Šis triukšmas taip pat žinomas kaip žemo dažnio triukšmas, nes padidinus dažnį šio triukšmo galios spektrinis tankis padidės. Šis triukšmas paprastai gali būti stebimas žemiau kelių KHz. Mirgėjimo triukšmo dažnių juostos plotis svyruoja nuo 10 MHz iki 10 Hz.

Mirgėjimo triukšmo lygtis

Mirgėjimo triukšmas tiesiog atsiranda beveik visuose elektroniniuose komponentuose. Taigi šis triukšmas minimas kalbant apie puslaidininkinius įrenginius, tokius kaip tranzistoriai ir ypač MOSFET prietaisai. Šis triukšmas gali būti išreikštas kaip

S(f) = K/f

Mirgėjimo triukšmo veikimo principas

Mirgėjimo triukšmas padidina bendrą triukšmo lygį virš šiluminio triukšmo lygio, kuris yra visuose rezistoriuose. Šis triukšmas tiesiog randamas storoje plėvelėje ir anglies sudėties rezistoriai , kur jis vadinamas pertekliniu triukšmu, priešingai, vieliniai rezistoriai turi mažiausiai mirgėjimo triukšmo.

Šį triukšmą gali sukelti krūvininkai, kurie yra įstrigę ir atsitiktinai išleidžiami tarp dviejų medžiagų sąsajų. Taigi šis reiškinys paprastai atsiranda puslaidininkiuose, kurie naudojami prietaisų stiprintuvuose elektriniams signalams įrašyti.

Šis triukšmas tiesiog proporcingas priešingam dažniui. Daugelyje programų, pvz., RF osciliatorių, yra daug regionų, kuriuose dominuoja triukšmas, ir kitų regionų, kur dominuoja baltas triukšmas iš šaltinių, pvz., šūvių triukšmas ir šiluminis triukšmas. Paprastai šis žemų dažnių triukšmas dominuoja tinkamai suprojektuotoje sistemoje.

1/F triukšmo pašalinimas

Paprastai pjaustymas arba Smulkintuvas stabilizavimo technika naudojama stiprintuvo poslinkio įtampai sumažinti. Tačiau kadangi mirgėjimo triukšmas yra artimas nuolatinės srovės žemo dažnio triukšmui, jis taip pat efektyviai sumažinamas naudojant šią techniką. Ši technika tiesiog veikia susmulkindama arba kaitaliodama i/p signalus i/p stadijoje, o po to dar kartą susmulkindama signalus o/p stadijoje. Taigi tai lygu moduliacija su kvadratine banga.

Aukščiau pateiktoje ADA4522 blokinėje diagramoje i/p signalas gali būti tiesiog moduliuojamas į kapojimo dažnį esant CHOP _IN etapas. I/p signalas prie CHOP _OUT Pakopa sinchroniškai demoduliuojama atgal į pradinį dažnį ir tuo pačiu metu mirgėjimo triukšmas ir stiprintuvo i/p pakopos poslinkis yra tiesiog moduliuojami į kapojimo dažnį.

Be to, kad sumažinama pradinė poslinkio įtampa, sumažėja poslinkio ir bendrojo režimo įtampos pokytis, o tai užtikrina labai gerą nuolatinės srovės tiesiškumą ir aukštą CMRR (bendro režimo atmetimo koeficientą). Pjaustymas taip pat sumažina įtampos poslinkį ir temperatūrą, dėl šios priežasties stiprintuvas, kuris naudoja kapojimą, dažnai vadinamas nulinio dreifo stiprintuvais. Čia reikia atsižvelgti į vieną pagrindinį dalyką, tai yra, nulinio dreifo stiprintuvai pašalina tik stiprintuvo mirgėjimo triukšmą. Bet koks mirgėjimo triukšmas iš įvairių šaltinių, pvz., jutiklio, praeis nepakitęs.

Kompromisas, naudojamas kapojant, yra tas, kad jis nustato perjungimo artefaktus į išvestį ir padidina įvesties poslinkio srovę. Stiprintuvo išvestyje pulsacija ir trikdžiai matomi peržiūrint osciloskopu, o triukšmo spygliai matomi pagal triukšmo spektrinį tankį, kai žiūrima spektro analizatoriumi. Analoginiuose įrenginiuose naujausi nulio dreifo stiprintuvai, tokie kaip ADA4522 nulinio poslinkio stiprintuvai, naudoja patentuotą poslinkio ir pulsacijos korekcijos kilpos grandinę, kad sumažintų perjungimo artefaktus.

Pjaustymas taip pat naudojamas ADC ir instrumentiniai stiprintuvai . Smulkinimas naudojamas siekiant pašalinti šį triukšmą skirtinguose įrenginiuose, pvz., AD8237 „true-rail-to-rail“, AD7124-4 mažo triukšmo ir mažos galios, nulinio dreifo prietaisų stiprintuvas, 24 bitų Σ-Δ ADC, 32 bitų Σ-Δ ADC. , AD7177-2 itin mažas triukšmas ir kt.

Vienas iš pagrindinių kvadratinių bangų moduliacijos trūkumų yra tas, kad šios bangos turi įvairių harmonikų. Taigi kiekvienos harmonikos triukšmas bus demoduliuojamas į nuolatinę srovę. Vietoj to, jei naudojame sinusinės bangos moduliaciją, tai yra daug mažiau pažeidžiama triukšmo ir gali pagerinti ypač mažus signalus esant dideliam triukšmui, kitaip trikdžiai. Taigi šis metodas naudojamas per fiksuojamus stiprintuvus.

Skirtumas tarp terminio triukšmo ir mirgėjimo triukšmo

Skirtumas tarp šiluminio triukšmo ir mirgėjimo triukšmo aptariamas toliau.

Kas yra mirgėjimo triukšmas MOSFET?

MOSFET turi aukštą ribinį dažnį (fc), pavyzdžiui, GHz diapazoną BJT & JFET turi mažesnį ribinį dažnį, pvz., 1 kHz. Paprastai žemo dažnio JFET sukelia daugiau triukšmo, palyginti su BJT, ir jie gali turėti aukštą „fc“, pavyzdžiui, kelis kHz, ir nėra pageidaujami mirgėjimo triukšmui.

Privalumai ir trūkumai

The mirgėjimo triukšmo pranašumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Tai žemo dažnio triukšmas, todėl jei dažnis padidės, šis triukšmas sumažės.
• Tai yra puslaidininkiniams įtaisams būdingas triukšmas, susijęs su prietaisų gamybos procedūra ir fizika.
• Poveikis dažniausiai stebimas esant žemiems dažniams elektroniniuose komponentuose.

The mirgėjimo triukšmo trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Bet kurioje tikslios nuolatinės srovės signalo grandinėje šis triukšmas gali apriboti veikimą.
• Visų tipų rezistorių bendras triukšmo lygis gali būti padidintas virš šiluminio triukšmo lygio.
• Tai priklauso nuo dažnio.

Programos

The mirgėjimo triukšmo pritaikymas e įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Šis triukšmas randamas kai kuriuose pasyviuose įrenginiuose ir visuose aktyviuose elektroniniuose komponentuose.
• Šis reiškinys paprastai atsiranda puslaidininkiuose, kurie daugiausia naudojami elektriniams signalams įrašyti prietaisų stiprintuvuose.
• Šis BJT triukšmas lemia įrenginio stiprinimo apribojimus.
• Šis triukšmas atsiranda anglies sudėties rezistoriuose.
• Paprastai šis triukšmas atsiranda aktyviuose įrenginiuose, nes įkrova elgiasi atsitiktinai.

Q). Kodėl mirgėjimo triukšmas laikomas rožiniu?

Rožinis triukšmas dar vadinamas mirgėjimo triukšmu, nes jo spektrinės galios tankis sumažėja 3 dB vienai oktavai. Taigi, rožinės spalvos triukšmo juostos galia yra atvirkščiai proporcinga dažniui. Kai dažnis didesnis, galia mažesnė.

Kl.), Kaip atsikratyti mirgėjimo triukšmo?

Šis triukšmas gali būti efektyviai sumažintas naudojant kapotuvo stabilizavimo metodą, kai sumažinama stiprintuvo poslinkio įtampa.

Q). Kaip matuojamas mirgėjimo triukšmas?

Mirgėjimo triukšmo matavimas srovėje arba įtampoje gali būti atliekamas panašiai kaip ir kitų tipų triukšmo matavimas. Mėginių ėmimo spektro analizatorius paima baigtinio laiko imtį iš triukšmo ir apskaičiuoja Furjė transformaciją pagal FFT algoritmą. Šie prietaisai neveikia žemais dažniais, kad būtų galima visiškai išmatuoti šį triukšmą. Taigi, mėginių ėmimo instrumentai yra plačiajuosčio ryšio ir turi didelį triukšmą. Tai gali sumažinti triukšmą naudojant kelis mėginių pėdsakus ir jų vidurkį. Įprasto tipo spektro analizatorių prietaisai vis dar turi geresnį SNR dėl jų siauros juostos gavimo.

Taigi, tai yra mirgėjimo triukšmo apžvalga – darbas su programomis. Mirgėjimo triukšmo charakteristikos yra: šis triukšmas didėja, kai dažnis mažėja, šis triukšmas yra susijęs su nuolatine srove elektroniniuose įrenginiuose ir kiekvienoje oktavoje turi tą patį galią. Štai jums klausimas, kas yra baltas triukšmas?