Zgomote electrice - Zgomote și Interferențe în Instrumentație

1. Introducere

Fenomenele aleatorii care se manifesta in sistemele care proceseaza semnale¸ si care prin caracterul lor aleatoriu fac aceasta sarcina mai dificila poarta denumirea generica de zgomot. Intr-un sistem exista numeroase surse de zgomot, unele care reprezinta rezultatul interferentei care apare intre doua cai prin care se propaga semnalul procesaț si care sunt de asemeni nedorite, altele care sunt rezultatul fenomenelor microscopice care se manifesta în dispozitivele care alcatuiesc sistemul.

Consideram zgomote doar fenomenele aleatorii ce se manifesta si in absenta semnalului de intrare, excluzand astfel posibilitatea de a le confunda cu fenomele de interferenta ce dispar in momentul in care semnalul de intrare se anuleaza. Pentru o lungă perioadă de timp, inginerii electrici au studiat zgomotul electric în circuite și dispozitive asemenea medicilor care studiaza o boala : nu din afectiune pentru pacient, dar din dorinta de a il vindeca.

2. Mecanisme de zgomot

Din punct de vedere al prelucrarii unui semnal nu este atât de important nivelul (in sensul marimii sale) zgomotului, pe cat este raportul dintre nivelul semnalului util și nivelul zgomotului (raportul semnal/zgomot). Zgomotele nu pot fi inlaturate

4 | P a g e

total din procesul de masurare a unui semnal, dar efectul lor perturbator poate fi diminuat în semnsul îmbunătățirii raportului semnal/zgomot).

Pentru a putea intelege care sunt modalitatile de imbunatatire a acestui raport, trebuie mai intai să vedem care sunt tipurile cele mai importante de zgomote si care sunt sursele lor.

Categoriile cele mai frecvente de zgomote care afecteaza procesele de masurare si prelucrare a semnalelor electrice se pot împarti în doua mari categorii:

- Zgomot extrinsec (sau interferența)

- Zgomot intrinsec:

- zgomotul termic (thermal noise, Johnson noise);

- zgomotul de alice (shot noise, Schottky noise);

- zgomotul în 1/f , denumit și zgomot de scintilație (flicker noise);

- zgomotul popcorn, denumit si zgomot in salve sau zgomot în creneluri (burst noise);

- zgomotul de avalansa (avalanche noise).

Zgomotul care are densitatea spectrală de putere constantă - teoretic, într-o bandă de frecvență infinită - este denumit, prin asemănare cu situația din optică, zgomot alb; zgomotul a cărui densitate spectrală de putere depinde de frecvență este denumit zgomot colorat: roz (depinde de 1/f) sau roșu (depinde de 1/f2). După acest criteriu de clasificare, zgomotul termic și zgomotul de alice sunt albe, iar zgomotul de scintilație și zgomotul popcorn sunt colorate.