Ruído Eletrônico e de Radiofrequência
O ruído é aparente em sistemas elétricos e eletrônicos e é a flutuação aleatória em um sinal elétrico.
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Ruído Eletrônico e de RF Inclui:
Noções básicas de ruído | Medição de ruído
Tópicos de ruído de RF:
Ruído de avalanche | Ruído de explosão | Ruído de cintilação | Ruído de fase | Ruído de disparo | Ruído térmico
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O ruído elétrico e de RF aparece em todos os sistemas eletrônicos e de RF em menor ou maior grau e pode afetar e limitar o desempenho de muitos sistemas
O ruído elétrico e de RF vem em muitas formas. Ele pode ser gerado de várias maneiras e o ruído pode afetar a frequência eletrônica e de rádio, circuitos e sistemas de RF.
Como o ruído é aleatório por natureza, não é possível eliminar seus efeitos. Depois de entrar em um sistema, não pode ser removido, embora possa ser reduzido em alguns casos por filtragem, embora isso possa afetar o sinal desejado.
O que é ruído de RF: o básico
Embora existam muitos tipos diferentes de ruído, existem muitos aspectos do ruído que são comuns a todos os tipos, juntamente com as várias formas de descrição.
Ruído por sua própria definição é aleatório. Estende-se de várias formas ao longo do espectro de frequências, embora nem sempre na mesma amplitude. Assim, existem diferentes categorias de ruído de acordo com a distribuição de frequência:
- Ruído branco: O ruído branco é o tipo de ruído que afeta todas as frequências igualmente. Ele se espalha da frequência zero para cima com uma amplitude plana. Ele ganha esse nome pelo fato de que a luz branca contém todas as cores e, portanto, as frequências igualmente, e o ruído branco contém todas as frequências de interesse igualmente.
- Ruído rosa: O ruído rosa ganha esse nome pelo fato de não ter uma resposta plana – ele contém algumas bandas de frequência mais do que outras. Com ruído rosa, a densidade de potência cai com o aumento da frequência. Ele ganha esse nome porque a luz vermelha está na extremidade inferior do espectro de luz – sua densidade de potência é direcionada para frequências mais baixas, assim como com ruído rosa, onde sua densidade de energia é direcionada para frequências mais baixas.
- Ruído limitado em banda: O ruído pode ter sua banda de frequência limitada seja por filtros ou pelo circuito por onde passa.
Efeitos do ruído eletrônico/RF
O ruído pode ter muitos efeitos em um sistema. Ruído de amplitude, ou seja, variações de amplitude causadas por ruído podem mascarar um sinal ou podem causar erros de dados, aumentando a taxa de erro de bit. Para obter o melhor desempenho, obviamente, o sinal deve estar o mais livre de ruído possível, embora, em muitos casos, haja um retorno ótimo equilibrando um nível aceitável de erros de dados ou relação sinal/ruído em relação ao custo envolvido.
As formas de ruído baseadas em amplitude tendem a ter mais efeito em sistemas baseados em amplitude, enquanto o ruído do jitter de fase tende a afetar mais os sistemas modulados em fase.
RF / ruído eletrônico: tipos
Frequência eletrônica ou de rádio, o ruído de RF pode ser gerado de várias maneiras por diferentes mecanismos. Assim, o ruído de RF pode ser categorizado de acordo com a forma como é gerado. Isso ajuda a entender sua origem e como ela pode ser minimizada:
- Ruído de avalanche: Esta é uma forma de ruído gerada quando um diodo de junção é operado próximo ao ponto de quebra da avalanche. Isso ocorre em junções de semicondutores quando os portadores em um gradiente de alta voltagem desenvolvem energia suficiente para desalojar portadores adicionais por meio de impacto físico. A corrente gerada por isso não é uniforme, pois é determinada por elétrons de alta energia atingindo a rede cristalina para gerar mais pares de elétrons vazios. Como resultado, é um processo muito ruidoso. Leia mais sobre o ruído de avalanche.
- Ruído oscilante, ruído 1/f: Este tipo de ruído ocorre em quase todos os dispositivos eletrônicos. Tem uma variedade de causas, cada uma relacionada ao fluxo de corrente contínua. Tem um espectro de frequência que cai constantemente nas frequências mais altas. . . . . Leia mais sobre o ruído de cintilação.
- Ruído de fase: O ruído de fase é uma forma de ruído de RF visível na frequência de rádio e em outros sinais. Aparece na forma de instabilidade de fase ou perturbações no sinal. Estes se manifestam como bandas laterais que se espalham em ambos os lados do sinal ou da portadora.
O ruído de fase pode afetar um sinal ou sistema de várias maneiras. Uma área importante é quando a modulação de fase é usada para transportar informações digitais. O ruído de fase pode degradar a taxa de erro de bit, pois o ruído pode interromper as mudanças de fase que indicam o estado dos dados a serem transmitidos. Leia mais sobre o ruído de fase. - Ruído de tiro: Esta forma de ruído que surge das flutuações dependentes do tempo na corrente elétrica. Isso é causado pela natureza discreta das cargas dos elétrons. O ruído shot é particularmente perceptível em dispositivos semicondutores, como junções de túnel, diodos de barreira Schottky e junções pn. . . . . Leia mais sobre ruído de tiro.
- Ruído térmico: Esta forma de ruído, também conhecida como ruído Johnson ou Johnson Nyquist, surge como resultado da agitação térmica de portadores de carga – normalmente elétrons – em um condutor. À medida que a temperatura e, portanto, a agitação dos portadores de carga aumentam, também aumenta o nível de ruído.
Este ruído é uma forma importante de ruído experimentado em amplificadores de baixo ruído e similares. Para reduzi-lo, amplificadores de alto desempenho, por exemplo, aqueles usados para radioastronomia, etc., foram operados em temperaturas muito baixas. Valores como temperatura de ruído são usados como uma medida do nível desse ruído térmico. . . . . Leia mais sobre Ruído térmico. - Ruído de explosão: É uma forma de ruído encontrada em alguns circuitos onde a operação do semicondutor dá origem a um impulso repentino. Como resultado do som ouvido nos circuitos de áudio, muitas vezes é chamado de ruído pipoca. . . . . Leia mais sobre ruído de explosão.
O ruído elétrico ou de RF é um atributo chave para qualquer sistema. Em muitos casos, pode governar todo o desempenho do sistema. Por exemplo, o ruído em um receptor de rádio limita a sensibilidade de um rádio. Além disso, o ruído de fase em um link de comunicação de dados moderno usando chaveamento de deslocamento de fase ou QAM causará a introdução de erros de dados. Na tecnologia da câmera, o desempenho de ruído da câmera pode ser visto, especialmente em condições de pouca luz. Pode-se ver que o desempenho de ruído de equipamentos eletrônicos pode ser de importância crucial para governar seu desempenho geral.
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