Информация

Електронен и радиочестотен шум

Електронен и радиочестотен шум


Електрическият и радиочестотният шум се появява във всички електронни и радиочестотни системи в по-малка или по-голяма степен и може да повлияе и да ограничи работата на много системи

Електрическият и радиочестотният шум се предлага в много форми. Той може да се генерира по много начини и шумът може да повлияе на електронни и радиочестоти, RF вериги и системи.

Тъй като шумът е случаен по природа, не е възможно да се премахнат неговите ефекти. След като е влязъл в система, той не може да бъде премахнат, въпреки че може да бъде намален в някои случаи чрез филтриране, въпреки че това може да повлияе на желания сигнал.

Какво е RF шум: основите

Въпреки че има много различни видове шум, има много аспекти на шума, които са общи за всички видове, заедно с различните форми на описание.

Шумът по самото му определение е случаен. Той се простира в различни форми в честотния спектър, макар и не винаги в една и съща амплитуда. Съответно има различни категории шум според честотното разпределение:

  • Бял шум: Белият шум е видът шум, който засяга еднакво всички честоти. Той се разпространява от нулева честота нагоре с плоска амплитуда. Той печели името си от факта, че бялата светлина съдържа всички цветове и следователно честотите еднакво, а белият шум съдържа всички честоти, които представляват интерес, еднакво.
  • Розов шум: Розовият шум получава името си от факта, че няма плосък отговор - съдържа някои честотни ленти повече от други. При розовия шум плътността на мощността пада с нарастваща честота. Той получава името си, тъй като червената светлина е в долния край на светлинния спектър - плътността на мощността му е пристрастена към по-ниските честоти, така че с розовия шум, където плътността на мощността е пристрастена към по-ниските честоти.
  • Обхват на ограничен шум: Честотната лента на шума може да бъде ограничена или от филтри, или от веригата, през която преминава.

Ефекти от електронния / RF шум

Шумът може да има много ефекти върху системата. Амплитудният шум, т.е. вариациите в амплитудата, причинени от шума, могат да маскират сигнал или могат да причинят грешки в данните, увеличавайки честотата на битовите грешки. За най-добра производителност, очевидно сигналът трябва да бъде възможно най-чист от шума, въпреки че в много случаи има оптимална възвръщаемост, балансираща приемливо ниво на грешки в данните или съотношение сигнал / шум спрямо свързаните разходи.

Базираните на амплитуда форми на шум са склонни да имат по-голям ефект върху амплитудно базирани системи, докато шумът от фазово трептене има тенденция да влияе повече на фазово модулирани системи.

RF / електронен шум: видове

Електронни или радиочестотни, радиочестотни шумове могат да се генерират по различни начини от различни механизми. Съответно RF шумът може да бъде категоризиран според начина, по който се генерира. Това помага да се разбере неговият източник и как той може да бъде сведен до минимум:

  • Шум от лавина: Това е форма на шум, който се генерира, когато свързващият диод се задейства близо до точката на разрушаване на лавината. Това се случва в полупроводникови кръстовища, когато носителите в градиент с високо напрежение развиват достатъчно енергия, за да изместят допълнителни носители чрез физическо въздействие. Токът, генериран от това, не е равномерен, тъй като се определя от високоенергийни електрони, удрящи кристалната решетка, за да генерират повече дупкови електронни двойки. В резултат това е много шумен процес.
  • Фликер шум, 1 / f шум: Този тип шум се среща в почти всички електронни устройства. Той има различни причини, всяка свързана с потока на постоянен ток. Той има честотен спектър, който постоянно спада към по-високите честоти. . Прочетете повече за трептене.
  • Фазов шум: Фазовият шум е форма на радиочестотен шум, който се вижда на радиочестотата и други сигнали. Той се появява под формата на фазово трептене или смущения на сигнала. Те се проявяват като странични ленти, които се разпространяват от двете страни на сигнала или носителя.

    Фазовият шум може да повлияе на сигнала или системата по различни начини. Една от основните области е, когато фазовата модулация се използва за пренос на цифрова информация. Фазовият шум може да влоши степента на битова грешка, тъй като шумът може да наруши фазовите промени, които показват състоянието на данните, които трябва да бъдат предадени.

  • Шум на изстрела: Тази форма на шум, която възниква от зависимите от времето колебания в електрическия ток. Това се дължи на дискретния характер на електронните заряди. Шумът от изстрел е особено забележим при полупроводникови устройства, като тунелни кръстовища, бариерни диоди на Шотки и p-n кръстовища. Прочетете повече за изстрел шум.
  • Термичен шум: Тази форма на шум, наричана още шум на Джонсън или Джонсън Найквист, възниква в резултат на термичното раздвижване на носители на заряд - обикновено електрони - в проводник. С повишаване на температурата, а оттам и раздвижването на носителите на заряд, се повишава и нивото на шума.

    Този шум е основна форма на шум, наблюдаван при усилватели с ниско ниво на шум и други подобни. За да го намалите, усилватели с много висока производителност, напр. тези, използвани за радиоастрономия и др., са експлоатирани при много ниски температури. Фигури като температурата на шума се използват като мярка за нивото на този термичен шум. Прочетете повече за Термичен шум.

  • Шум от спукване: Има форма на шум, открита в някои вериги, при които работата на полупроводника поражда внезапен импулс. В резултат на звука, чут в аудио веригите, той често се нарича шум от пуканки. Прочетете повече за шум от спукване.

Електрическият или радиочестотният шум е ключов атрибут за всяка система. В много случаи може да управлява цялостната производителност на системата. Например шумът в радиоприемника ограничава чувствителността на радиото. Също така фазовият шум в съвременната връзка за комуникация на данни, използваща фазово манипулиране или QAM, ще доведе до въвеждане на грешки в данните. В технологията на камерата може да се види шумовите характеристики на камерата, особено при условия на слаба осветеност. Вижда се, че шумовите характеристики на електронното оборудване могат да бъдат от решаващо значение за управлението на цялостното му представяне.


Гледай видеото: Вальс дождя (Януари 2022).