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Rumore elettronico e radiofrequenza

Rumore elettronico e radiofrequenza


Il rumore elettrico e RF appare in tutti i sistemi elettronici e RF in misura minore o maggiore e può influenzare e limitare le prestazioni di molti sistemi

Il rumore elettrico e RF si presenta in molte forme. Può essere generato in molti modi e il rumore può influenzare l'elettronica e la radiofrequenza, i circuiti ei sistemi RF.

Poiché il rumore è casuale per natura, non è possibile eliminarne gli effetti. Una volta che è entrato nel sistema, non può essere rimosso, sebbene in alcuni casi possa essere ridotto mediante filtraggio, sebbene ciò possa influire sul segnale desiderato.

Cos'è il rumore RF: le basi

Sebbene ci siano molti diversi tipi di rumore, ci sono molti aspetti del rumore che sono comuni a tutti i tipi insieme alle varie forme di descrizione.

Il rumore per sua stessa definizione è casuale. Si estende in varie forme attraverso lo spettro di frequenze, anche se non sempre nella stessa ampiezza. Di conseguenza esistono diverse categorie di rumore in base alla distribuzione di frequenza:

  • Rumore bianco: Il rumore bianco è il tipo di rumore che colpisce tutte le frequenze allo stesso modo. Si diffonde dalla frequenza zero verso l'alto con un'ampiezza piatta. Prende il nome dal fatto che la luce bianca contiene tutti i colori, e quindi le frequenze allo stesso modo, e il rumore bianco contiene tutte le frequenze di interesse allo stesso modo.
  • Rumore rosa: Il rumore rosa prende il nome dal fatto che non ha una risposta piatta: contiene alcune bande di frequenza più di altre. Con il rumore rosa, la densità di potenza diminuisce con la frequenza crescente. Prende il nome perché la luce rossa si trova all'estremità inferiore dello spettro della luce: la sua densità di potenza è polarizzata verso le frequenze più basse, quindi con il rumore rosa dove la sua densità di potenza è polarizzata verso le frequenze più basse.
  • Banda limitata dal rumore: Il rumore può avere la sua banda di frequenza limitata dai filtri o dal circuito attraverso il quale passa.

Effetti del rumore elettronico / RF

Il rumore può avere molti effetti su un sistema. Il rumore di ampiezza, ovvero le variazioni di ampiezza causate dal rumore possono mascherare un segnale o possono causare errori nei dati, aumentando il tasso di errore di bit. Per le migliori prestazioni, ovviamente il segnale dovrebbe essere il più libero possibile dal rumore, sebbene in molti casi vi sia un ritorno ottimale bilanciando un livello accettabile di errori di dati o rapporto segnale / rumore con il costo coinvolto.

Le forme di rumore basate sull'ampiezza tendono ad avere più effetto sui sistemi basati sull'ampiezza, mentre il rumore del jitter di fase tende a influenzare maggiormente i sistemi modulati in fase.

RF / rumore elettronico: tipi

Elettronico o radiofrequenza, il rumore RF può essere generato in molti modi da diversi meccanismi. Di conseguenza, il rumore RF può essere classificato in base al modo in cui viene generato. Questo aiuta a capire la sua fonte e come può essere minimizzata:

  • Rumore di valanga: Questa è una forma di rumore che viene generata quando un diodo di giunzione viene azionato vicino al punto di rottura della valanga. Ciò si verifica nelle giunzioni dei semiconduttori quando le portanti in un gradiente di alta tensione sviluppano energia sufficiente per rimuovere ulteriori portanti attraverso un impatto fisico. La corrente generata da questo non è nemmeno in quanto è determinata da elettroni ad alta energia che colpiscono il reticolo cristallino per generare più coppie di elettroni bucati. Di conseguenza è un processo molto rumoroso.
  • Rumore di sfarfallio, rumore 1 / f: Questo tipo di rumore si verifica in quasi tutti i dispositivi elettronici. Ha una varietà di cause, ciascuna correlata al flusso di corrente continua. Ha uno spettro di frequenze che cade costantemente nelle frequenze più alte. . Per saperne di più rumore di sfarfallio.
  • Rumore di fase: Il rumore di fase è una forma di rumore RF visibile sulla frequenza radio e altri segnali. Appare sotto forma di jitter di fase o perturbazioni sul segnale. Questi si manifestano come bande laterali che si estendono su entrambi i lati del segnale o della portante.

    Il rumore di fase può influenzare un segnale o un sistema in molti modi. Un'area importante è quando la modulazione di fase viene utilizzata per trasportare le informazioni digitali. Il rumore di fase può degradare il tasso di errore di bit, poiché il rumore può interrompere i cambiamenti di fase che indicano lo stato dei dati da trasmettere.

  • Rumore di sparo: Questa forma di rumore che deriva dalle fluttuazioni dipendenti dal tempo nella corrente elettrica. Ciò è causato dalla natura discreta delle cariche elettroniche. Il rumore dello sparo è particolarmente evidente nei dispositivi semiconduttori, come giunzioni a tunnel, diodi a barriera Schottky e giunzioni p-n. Per saperne di più rumore dello sparo.
  • Rumore termico: Questa forma di rumore, denominata anche rumore di Johnson o Johnson Nyquist, nasce dall'agitazione termica dei portatori di carica - tipicamente elettroni - in un conduttore. All'aumentare della temperatura, e quindi dell'agitazione dei portatori di carica, aumenta anche il livello di rumore.

    Questo rumore è una delle principali forme di rumore riscontrato negli amplificatori a basso rumore e simili. Per ridurlo, amplificatori ad altissime prestazioni, ad es. quelli usati per la radioastronomia, ecc., sono stati utilizzati a temperature molto basse. Le cifre come la temperatura del rumore vengono utilizzate come misura del livello di questo rumore termico. Per saperne di più Rumore termico.

  • Rumore di scoppio: È una forma di rumore che si trova in alcuni circuiti dove il funzionamento del semiconduttore dà luogo ad un impulso improvviso. Come risultato del suono sentito sui circuiti audio, viene spesso definito rumore di popcorn. Per saperne di più rumore di scoppio.

Il rumore elettrico o RF è un attributo chiave per qualsiasi sistema. In molti casi può governare le prestazioni dell'intero sistema. Ad esempio, il rumore in un ricevitore radio limita la sensibilità di una radio. Anche il rumore di fase in un moderno collegamento di comunicazione dati che utilizza la codifica a sfasamento o QAM causerà l'introduzione di errori nei dati. Nella tecnologia della fotocamera, sarà possibile vedere le prestazioni del rumore della fotocamera, specialmente in condizioni di scarsa illuminazione. Si può vedere che le prestazioni in termini di rumore delle apparecchiature elettroniche possono essere di cruciale importanza nel governare le sue prestazioni complessive.


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