Det er forskjellige støykilder i en op-amp ( operasjonsforsterker ), men den mest mystiske støykilden er flimmerstøy. Dette er forårsaket av uregelmessigheter i ledningsbanen og støy på grunn av forspenningsstrømmene i transistorene. Denne støyen øker omvendt gjennom frekvensen, og kalles derfor ofte 1/f-støy. Denne støyen er fortsatt tilstede ved høyere frekvenser; Imidlertid begynner andre støykilder i op-ampen å kontrollere, i motsetning til 1/f-støyeffektene. Denne støyen vil påvirke all elektronikk som operativ forsterkere men denne støykilden har ikke begrensninger innenfor lavfrekvente datainnsamlingssystemer. For å gi den beste likestrømytelsen som lav offsetdrift og lav initial offset, har nulldriftsforsterkere også den ekstra fordelen at de eliminerer flimmerstøy, noe som er svært kritisk for lavfrekvente applikasjoner. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over flimmerlyd –arbeid og dets applikasjoner.
Hva er definisjon av flimmerstøy/flimmerstøy?
Flimmerstøy eller 1/f-støy er en type elektronisk støy som ganske enkelt forekommer i nesten alle elektroniske enheter og kan komme med forskjellige andre effekter som urenheter i en ledende kanal, generasjons- og rekombinasjonsstøy i en transistor på grunn av basisstrøm. Denne støyen kalles ofte rosa støy eller 1/f-støy. Denne støyen forekommer hovedsakelig i alle elektroniske enheter, og den har forskjellige årsaker, selv om disse generelt er relatert til likestrøm. Det er betydelig i mange elektroniske felt, og det er betydelig i oscillatorer som brukes som RF-kilder.
Denne støyen er også kjent som lavfrekvent støy fordi effektspektraltettheten til denne støyen vil økes når frekvensen økes. Denne støyen kan normalt observeres ved under noen få KHz. Båndbredden for flimmerstøy varierer fra 10 MHz til 10 Hz.
Flimmerstøyligning
Flimmerstøy oppstår ganske enkelt i nesten alle elektroniske komponenter. Så denne støyen er nevnt i forhold til halvlederenheter som transistorer og spesielt MOSFET enheter. Denne støyen kan uttrykkes som
S(f) = K/f
Arbeidsprinsipp for flimmerstøy
Flimmerstøy fungerer ved å øke det totale støynivået over det termiske støynivået, som er tilstede i alle motstander. Denne støyen finnes ganske enkelt i tykkfilm og karbonsammensetningsmotstander , uansett hvor det er kjent som overflødig støy, I motsetning til dette har trådviklede motstander minst flimmerstøy.
Denne støyen kan være forårsaket av ladningsbærere som er fanget og frigjort tilfeldig mellom grensesnittene til to materialer. Dette fenomenet forekommer derfor normalt i halvledere som brukes i instrumenteringsforsterkere for opptak av elektriske signaler.
Denne støyen er rett og slett proporsjonal med det motsatte av frekvensen. I mange applikasjoner som RF-oscillatorer, er det mange regioner der støyen dominerer og andre områder der den hvite støyen fra kilder som skuddstøy og termisk støy dominerer. Generelt dominerer denne støyen ved lave frekvenser et riktig utformet system.
Eliminerer 1/F-støy
Vanligvis hakking eller Chopper stabiliseringsteknikk brukes for å redusere offsetspenningen til forsterkeren. Men siden flimmerstøy er nær DC lavfrekvent støy, reduseres den også effektivt ved å bruke denne teknikken. Denne teknikken fungerer ganske enkelt ved å kutte eller alternere i/p-signalene på i/p-trinnet og deretter kutte signalene på o/p-trinnet igjen. Så dette er lik modulasjon med en firkantbølge.
I ADA4522-blokkdiagrammet ovenfor kan i/p-signalet enkelt moduleres til hakkefrekvensen ved CHOP I scene. i/p-signalet ved CHOP UTE trinn demoduleres synkront tilbake til den opprinnelige frekvensen, og samtidig moduleres flimringsstøyen og forskyvningen til forsterkerens i/p trinn ganske enkelt til hakkefrekvensen.
I tillegg til å redusere den opprinnelige offsetspenningen, reduseres endringen innenfor offset- og common-mode-spenningen, noe som gir svært god DC-linearitet og en høy CMRR (common-mode rejection ratio). Chopping reduserer også offsetspenningsdriften og temperaturen, på grunn av denne grunn kalles forsterkeren som bruker chopping ofte nulldriftsforsterkere. Her er en hovedting vi må vurdere, det er at nulldriftsforsterkerne fjerner bare flimmerstøyen fra forsterkeren. Eventuell flimmerstøy fra forskjellige kilder som sensoren vil passere uendret.
Avveiningen som brukes til å kutte er at den setter opp bytteartefakter til utgangen og forbedrer inngangsbiasstrømmen. På forsterkerutgangen er krusningen og feilene synlige når de er sett på et oscilloskop, og støytopper er synlige i spektraltettheten til støy når de sees med en spektrumanalysator. Fra analoge enheter, de nyeste nulldriftsforsterkerne som ADA4522 nulldriftsforsterkerfamilien bruker en patentert forskyvning og en sløyfekrets for krusning for å redusere svitsjartefakter.
Hakking brukes også til ADC-er og instrumenteringsforsterkere . Chopping brukes til å eliminere denne støyen i forskjellige enheter som AD8237 sann skinne-til-skinne, AD7124-4 lavt støy og lav effekt, nulldrift instrumenteringsforsterker, 24-bit Σ-Δ ADC, 32-bit Σ-Δ ADC , AD7177-2 ultralav støy, etc.
En hovedulempe med å bruke firkantbølgemodulasjon er at disse bølgene har forskjellige harmoniske. Så støy ved hver harmonisk vil bli demodulert til dc tilbake. I stedet for dette, hvis vi bruker sinusbølgemodulasjon, er dette mye mindre sårbart for støy og kan forbedre ekstremt små signaler i den store støyen ellers interferens. Så denne tilnærmingen brukes gjennom låste forsterkere.
Forskjellen mellom termisk støy og flimringsstøy
Forskjellen mellom termisk støy og flimmerstøy er diskutert nedenfor.
|
Termisk støy |
Flimmerstøy |
| Støyen som genereres ved termisk omrøring av elektronene i en elektrisk leder ved likevekt er kjent som termisk støy. | Støyen som er forårsaket av tilfeldig fanget og frigjorte ladningsbærere mellom to materialers grensesnitt er kjent som flimmerstøy. |
| Denne støyen er også kjent som Johnson-støy, Nyquist-støy eller Johnson-Nyquist-støy. | Denne støyen er også kjent som 1/f-støy. |
| Termisk støy oppstår alltid når strømmen flyter gjennom motstanden.
|
Denne støyen oppstår normalt i halvledere som brukes i en instrumenteringsforsterker for å registrere forskjellige elektriske signaler. |
| Termisk støyintensitet vil bli redusert av de lavere parasittiske motstandskomponentene. | Denne støyintensiteten vil reduseres gjennom en chopper eller chopper stabiliseringsmetode, uansett hvor offsetspenningen til forsterkeren reduseres. |
| Termisk støy kan fjernes ved å normalisere tilbakespredningssignalet i hele SAR-bildet, noe som er nødvendig for både kvantitativ og kvalitativ utnyttelse av SAR-data. | Denne støyen kan fjernes med forskjellige teknikker som AC-eksitasjon og hakking.
|
Hva er flimmerstøy i MOSFET?
MOSFET-er har en høy grensefrekvens (fc) som GHz-området mens BJTs & JFET-er har en lavere grensefrekvens som 1 kHz. Generelt viser JFET-er ved lave frekvenser mer støy sammenlignet med BJT-er, og de kan ha høy 'fc' som flere kHz og er ikke foretrukket for flimmerstøy.
Fordeler og ulemper
De flimmer støy fordeler Inkluder følgende.
- Det er en lavfrekvent støy, så hvis frekvensen øker, vil denne støyen reduseres.
- Det er en iboende støy i halvlederenheter relatert til produksjonsprosedyren og fysikken til enhetene.
- Effektene observeres vanligvis ved lave frekvenser i elektroniske komponenter.
De flimmer støy ulemper Inkluder følgende.
- I enhver presis DC-signalkjede kan denne støyen begrense ytelsen.
- Det totale støynivået kan økes over det termiske støynivået i alle typer motstander.
- Det er frekvensavhengig.
applikasjoner
De bruk av flimmerstøy e inkluderer følgende.
- Denne støyen finnes i enkelte passive enheter og alle aktive elektroniske komponenter.
- Dette fenomenet forekommer normalt innenfor halvledere som hovedsakelig brukes til å ta opp elektriske signaler i instrumenteringsforsterkere.
- Denne støyen i BJT-er bestemmer forsterkningsbegrensningene til enheten.
- Denne støyen oppstår i karbonsammensetningsmotstander.
- Vanligvis oppstår denne støyen i aktive enheter fordi ladningen har tilfeldig oppførsel.
Q). Hvorfor anses flimmerstøy som rosa?
Rosa støy kalles også flimmerstøy fordi dens spektrale effekttetthet reduseres med 3 dB per oktav. Så den rosa støybåndeffekten er omvendt proporsjonal med frekvensen. Når frekvensen er høyere, er effekten lavere.
Q), Hvordan blir jeg kvitt flimrende støy?
Denne støyen kan effektivt reduseres gjennom en chopper-stabiliseringsteknikk hvor offsetspenningen til forsterkeren reduseres.
Q). Hvordan måles flimmerstøy?
Flimmerstøymålingen i strøm eller spenning kan gjøres på samme måte som andre typer støymålinger. Samplingspektrumanalysatorinstrumentet tar en endelig tidsprøve fra støyen og beregner Fourier-transformasjonen gjennom FFT-algoritmen. Disse instrumentene fungerer ikke ved lave frekvenser for å måle denne støyen fullstendig. Så, samplingsinstrumenter er bredbånd og har høy støy. Disse kan redusere støyen ved å bruke flere prøvespor og beregne gjennomsnittet av dem. Konvensjonelle spektrumanalysatorinstrumenter har fortsatt overlegen SNR på grunn av deres smalbåndsinnhenting.
Dermed er dette en oversikt over flimmerstøy – jobbe med applikasjoner. Egenskapene til flimmerstøy er; denne støyen øker når frekvensen reduseres, denne støyen er assosiert med en likestrøm i elektroniske enheter, og den inkluderer samme effektinnhold i hver oktav. Her er et spørsmål til deg, hva er hvit støy?
