close
تبلیغات در اینترنت
noise

جستجو در پرتال آهنگسازان و صدابرداران:

×

آرشیو

امکانات جانبی

    4kia.ir

جستجو

تبلیغات

نویسنده : متیکو اوان بازدید :21
noise

تاريخ ارسال:جمعه 01 ارديبهشت 1396 ساعت: 1:26
 noise

 

 noise




در زندگی روزانه  نویز(noise) به صدایی ناخواسته می شود ، نویز “هر سیگنال الکتریکی که باعث مختل کردن ارتباط رادیودیی می شود

 به عبارتی دیگر هر نوسان و تغییر غیر عمدی که بر روی سیگنال های مورد اندازه گیری ظاهر می شود ،نویز گفته می شود .

 نویز در همه جا حضور دارد ؛ هرجا که کسی سیگنالی را بخواهد اندازه گیری کند ، حتما یک نوع نویز بر روی آن می افتد . هر آزمایش دقیق و با کیفیت بالا که در دنیای فیزیک  انجام می ود ، به کار زیادی نیاز دارد تا بتوان نویز محیط را پیش بینی و همچنین به طرقی تاثیر آن را کم کرد. اهمیت تحلیل نویز وقتی کاملا نمایان می شود که یک فرد متوجه بشود که کیفیت سیگنال اندازه گیری شده به وسیله ی مقدار مطلق انرژی سیگنال  تعیین نمی شود  بلکه از نسبت سیگنال به نویز  تعیین میشود . نتیجه تحقیقات نشان می دهد که بهترین روش برای بهبودی نسبت سیگنال به نویز ، کاهش نویز است نه افزایش قدرت سیگنال .

انواع نویز :


نویز بر اساس تغییرات زمانی و فرکانسی خود بیشتر مشخص می شوند . نویز هایی که در زیر آمده است ، معمول ترین نویز های موجود هستند :


۱-   نویز سفید طیفی ( یا در واقعیت ، نویز صورتی )


۲-   آشفتگی هارمونیک ها


۳-   نویز ۱/

4-   رانش



در اینجا ، منبع هر کدام از نویز ها مورد بررسی قرار می گیرد و مهمترین نویز ، نویز سفید ، بیشتر تاکید می شود .
نویز سفید طیفی طبق تعریف به نویزی گفته می شود که طیف چگالی آن به فرکانسی بستگی نداشته باشد .( مقدار ثابتی باشد ). البته این یک تعریف ایده ال است چون اگر از یک عدد ثابت نسبت به فرکانس انتگرال بگیریم ، واریانس نویز ( یا همان انرژی نویز ) بی نهایت به دست می آید . در سیستم  هایی که بیشتر مورد بررسی قرار می گیرند ، نویز عملا سفید نیست بلکه “صورتی ” است .به این معنا که داری فرکانس قطع می باشد . این فرکانس قطع باعث می شود که واریانس نویز محدود شود . در سیستم های  کاربردی ، به اندازه ی کافی بزرگ است و مقدار چگالی طیفی آن به اندازه ی کافی ثابت است تا مدل نویز سفید را راضی کند . نویز سفید طیفی یکی از بنیادی  ترین و فیزیکی ترین نویز ها در لیست بالا است .
بیشتر نویز های فوق را می توان ( به طور کلی) با استفاده از طراحی های زیرکانه برداشت ولی محدودیت های بنیادی نویز فید آن را محدود می کند . نویز سفید به دو صورت ظاهر می شود : نویز دمایی و اثر ساچمه ای .
آشفتگی های هارمونیکی واقعا نویز های تصادفی نیستند بلکه آشفتگی هایی هستند که از منابع نزدیک گرفته میشود ( یا اصطلاحا نویر از طریق منابع نزدیک روی سیستم افتاده است ).این نویز ها می توانند به وسیله ی طراحی های مناسب حذف بشوند .ترفند های که برای حذف این نویز استفاده  می شوند  عبارتند از :

 

نویز دمایی :


همانطور که گفته شد نویز سفید ، بنیادترین نویز است و لی این حرف  باید کامل  شود؛ نویز سفید با منشا دمایی این ویژگی را دارد . نویز دمایی که بعضی اوقات نویز جانسون هم گفته میشود یک نتیجه ی طبیعی از نظریه ی نوسان-اتلاف است . این نظریه بیان می کند که هر المان اتلاف کننده انرژی نوساناتی خود به خود متناسب با قدرت اتلاف  المان هنگامی که تحت یک میدان خارجی است ، ایجاد می کند .( یک ذره نا مفهوم هست ، نه؟). منشا فیزیکی  نوسانات و اتلاف کوپلاژ و اتصال بین المان و محیط اطراف است . یک اتصال قوی باعث ایجاد اتلاف زیاد و در نتیجه نوسانات زیادی می شود . در فرکانس هایی کمتر از f << kT/h, که در آن k  ثابت بولتزمن ،  h  ثابت پلانک و T  دمای محیط است مقدار انرژی طیفی نوسانات دمایی  ثابت و مقدار آن متناسب با دما است . به همین خاطر به آن نویز سفید دمایی گفته میشود .( چون مقدار ثابتی دارد ).
یک مثال از نویز دمایی نوسانات  ولتاژ در مقاومت است . در حضور یک میدان خارجی مقدار اتلافی که وجود دارد برابر با V^2/R است . وقتی که میدان خارجی وجود نداشته باشد و همان اتم ها و الکترون هایی که در حضور میدان باعث ایجاد گرما می شدند ، با هم برخورد می کنند ولی این بار یک ولتاژ بیمن دو سر اتصال مقاومت ایجاد می کنند ( به دلیل تغییرات در چگال الکترون ها در دو طرف مقاومت ) . واریانس این تغییرات ولتاژ برابر است با : ۴kTRΔf که با تقسیم کردن آن بر فرکانس چگالی طیفی نویز به دست می آید . در دمای اتاق ، برای یک مقاومت ۱k در یک پهنای باند یک مگاهرتر تغییرات ولتاژ ۰٫۹ میکرو ولت بدست می آید .  یعنی می توان گفت که تغییرات ولتاژ در حد ۱ میکرو ولت خواهد بود .

********************************************************************

نویز یا اثر ساچمه ای (Shot noise)

 

 

اثر ساچمه ای زمانی اتفاق می افتد که یک یر المان ها ی گسسته از یک مانع به صورت غیر مستقل عبور می کنند . مدل اثر ساچمه ای ،  جریان آبی است  که در اثر برخورد باران با سقف  بوجود می آید . باران شامل قطراتی است  که کم و بیش به صورت مستقل   برخورد می کنند . این قطرات در جریان آب به صورت بی قاعده  اثر می گذارند و مقدار آن را در لحظاتی زیاد می کنند . قطرات ، یا بهتر از ان تگرگ ، در هنگام برخورد با سقف صدا ایجاد می کنند . این صدا همان اثر ساچمه ای یا Shot noise  است . مثال های دیگری از اثر ساچمه ای عبارتند از :۱- تغییرات در  جریان الکتریکی تولید شده توسط  الکترون ها  از کاتد و۲- تغییرات در شار نوری تولید شده توسط فوتون ها  در هنگام بر خورد با یک ماده ی حساس به نور .

در زیر  نشان می دهیم که نوسانات ایجاد شده توسط  اثر ساچمه ای در تمام فرکانس ها پخش می شود . (البته تا یک فرکانس قطع  معین) . این فرکانس قطع ، با عکس زمان تداوم  هر کدام از برخورد ها  را بطه ی مستقیم دارد ؛ به عبارت دیگر ، اثر ساچمه ای از نظر طیفی سفید است ، همانطور که نویز  گرمایی هم سفید است . در یک جریان الکتریکی ، نویز ساچمه ای  ار رابطه ی زیر بدست می آید :


Si(f) = 2qi0 [A2/Hz]

که در آن i0 مقدار میانگین جریان است  q  هم با ر یک الکترون است .
. یک مطلب دیگر در مورد نویز سامه ای این است که  هر المان ( کوانتا) به صورت نا همبسته ( uncorrelatd) وارد می شود . هنگامی که  همبستگی رخ می دهد ، مقدار  نویز ( طبق قاعده )  از مقدار حدی نویز ساچمه ای پایین می آید . به عنوان مثال در یک مقاومت ، نوسانات موجود در جریان  به دلیل  همبستگی بار های حامل بوجود می آید ( همدیگر را لمس می کنند ) . مقاومت از خود نویز ساچمه ای نشان نمی دهند . نمونه های دیگری از نویز ساچمه ای که دارای همبستگی می تواند باشد  : الف) ن.سانا در جریان کاتدی به دیلی وجود بار های موجود  در فضا است  ب)  تغییرات در شدت لیزر ها  هنگامی مه لیزر در منطقه ای بیشتر از  آستانه ی خود کار می کند .

********************************************************************

نویز ۱/f ( نویز صورتی )

 


همه ی سیستم ها دارای نویز سفید می باشند .  ولی بعضی سیستم های کاربردی علاوه بر آن نویز  توسط  نویز هایی با فرکانس پایین نیز آلوده شده اند .  وقتی که ای نویز  طوری باشد که مقدار انرژی طیفی آن با  نرخ ۱/f کاهش پیدا بکند ، گوییم که نوع نویز ۱/f  است ( نویز صورتی ) .  اهمیت  نویز ۱/f  در فرکانسی  به نام فرکانس گذار مشخص می شود :

نویز ۱/f  می تواند در آزمایشات خیی مزاحم باشد . در مواد نیمه هادی ،منشا این نویز ها ، ناخالصی هایی است که  در هنگام ساخت وارد ماده می شود ( نه آن ناخالصی که با عث ایجاد n و P  می شو د .) این ناخالصی ها بیشتر بر روی سطح نیمه هادی رخ می دهد تا درون آنها به همین دلیل موادی که دارای سطوح زیاد ی هستند ، بیشتر از این نویز رنج می برند ( مثل MOSFET ها ) . با پیشرفت تکنو لوژی این نویز ممکن است آن قدر کم  شود به طوری که بتوان از آن صرف نظر کرد.
 

 

بخش نظرات

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی

تبلیغ

Rozblog.com رز بلاگ - متفاوت ترين سرويس سایت ساز

آمار

آمار مطالب آمار مطالب
کل مطالب کل مطالب : 318
کل نظرات کل نظرات : 3
آمار کاربران آمار کاربران
افراد آنلاین افراد آنلاین : 1
تعداد اعضا تعداد اعضا : 0

آمار بازدیدآمار بازدید
بازدید امروز بازدید امروز : 54
بازدید دیروز بازدید دیروز : 4
ورودی امروز گوگل ورودی امروز گوگل : 0
ورودی گوگل دیروز ورودی گوگل دیروز : 1
آي پي امروز آي پي امروز : 1
آي پي ديروز آي پي ديروز : 3
بازدید هفته بازدید هفته : 107
بازدید ماه بازدید ماه : 228
بازدید سال بازدید سال : 255
بازدید کلی بازدید کلی : 5,278

اطلاعات شما اطلاعات شما
آی پی آی پی : 54.162.128.159
مرورگر مرورگر :
سیستم عامل سیستم عامل :
تاریخ امروز امروز : شنبه 30 تیر 1397

ورود کاربران

نام کاربری :
رمز عبور :

» رمز عبور را فراموش کردم ؟

عضويت سريع

نام کاربری :
رمز عبور :
تکرار رمز :
ایمیل :
نام اصلی :
کد امنیتی : * کد امنیتیبارگزاری مجدد