روش‌های حذف نویز الکتریکی -بخش دوم
باید توجه داشت که اثر نویز در هر یک از شاخه‌های مهندسی برق، تعریف آن را محدود می‌کند. در مهندسی قدرت نویز الکتریکی که یک اغتشاش الکتریکی نامیده میشود منجر به اتلاف بیشتر توان در خطوط انتقال میشود.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،در ادامه بخش دوم مقاله روش‌های حذف نویز الکتریکی ارائه می شود.
تعریف نویز در شاخه‌های مختلف مهندسی برق:
باید توجه داشت که اثر نویز در هر یک از شاخه‌های مهندسی برق، تعریف آن را محدود می‌کند. در مهندسی قدرت نویز الکتریکی که یک اغتشاش الکتریکی نامیده میشود منجر به اتلاف بیشتر توان در خطوط انتقال میشود.
باید توجه داشت که اثر نویز در هر یک از شاخه‌های مهندسی برق، تعریف آن را محدود می‌کند. در مهندسی قدرت نویز الکتریکی که یک اغتشاش الکتریکی نامیده میشود منجر به اتلاف بیشتر توان در خطوط انتقال میشود.
در مخابرات و ارتباطات نویز به عنوان یک اختلال و شاید به عنوان عامل ایجاد کننده ترافیک در کانال‌ها تعریف میشود.
در الکترونیک نویز عاملی محسوب میشود که موجب اختلال در ارسال و یا دریافت اطلاعات میشود. حال کمی تعاریف را ریزتر می‌کنیم:
در زمینه مدار‌های دیجیتال (که دنیایی کاملا متفاوت دارد، چون طراحان مدار‌های دیجیتال تنها به محدوده زمان فکر می‌کنند) نویز به عنوان یک خطا و انحراف از مقدار واقعی سیگنال است که در فاصله‌هایی از زمان به صورت پویا ظاهر میشود. این مقدار خطا در تئوری مدار‌های آنالوگ به عنوان نوسانات شناخته میشود.
این خطا در مقدار سیگنال می‌تواند به علت‌های مختلفی از جمله:
۱٫ تغییرات و بی ثباتی منبع تغذیه DC باشد.
۲٫ شیفت پیدا کردن مقادیر واقعی در هنگام پردازش
۳٫ تغییرات دما
۴٫ تابش‌های محیط
و… باشد.
این موارد معمولا در مدار‌های آنالوگ به حساب نمی‌آیند) در مدار‌های منطقی با اصطلاح نویز القایی روبه رو می‌شویم. این مفهوم از آنجا گرفته شده که وقتی ولتاژی دو سر یک القاگر ظاهر گردد جریان آن به سرعت تغییر نمی‌کند، نویز القایی ناشی از پارازیت تزویج شدن در نزدیکی مدار است. (بنابراین هرگاه ولتاژ انتقالی در نزدیکی مدار تبدیل شود موجب یک آشفتگی در مدار میشود)
در مدار‌های مجتمع دیجیتال CMOS به هر گره‌ای که برای ارسال اطلاعات بین گیت‌های منطقی و مدار استفاده میشود، گره ارزیابی می‌گویند.
نویز ایستا هر گونه انحراف از مقدار ولتاژ بین ولتاژ منبع و زمین در گره ارزیابی تعریف میشود؛ که در حالت عادی باید صفر یا یک منطقی باشد. طراحان مدار دیجیتال شامل APS با نویز‌های موقتی سروکار دارند. یکی از ویژگی‌های خاص این شاخه پویا بودن مدار‌های دیجیتال است. (به این معنی که توپولوژی این مدارات به گونه‌ای است که مقادیر عناصر آن وابسته به زمان است، زیرا ترانزیستور‌ها به طور دائمی بین حالت قطع و اشباع سوئیچ می‌شوند) علاوه برآن در بیشتر کاربرد‌های APS مدار بیشتر در حالت گذر است تا پایدار. روش شناسایی این نویز پیچیده‌تر است، زیرا هیچ یک از عملکرد‌های مدار به صورت پایدار نیست. (نویز‌هایی که تا به اینجا بررسی شد نویز‌های با الگوی ثابت نیز نامیده می‌شوند) در واقع نویز موقتی را می‌توان نوساناتی وابسته به زمان که از منبع اصلی به وجود می‌آیند تعریف کرد.
در اصطلاح نویز ورودی، اشاره به یک پالس و یا خطایی که در ورودی گیت‌های منطقی ظاهر میشود دارد.
دیدکلی:
به طور کلی ما نویز‌ها را به دو دسته تقسیم می‌کنیم:
نویز‌های ذاتی یا داخلی
این نوع نویز در داخل مدار تولید میشود و وابسته به ماهیت فیزیکی مدار است. به عنوان مثال در سیستم‌های خطی منشا این نویز ماهیت گسسته حاملان بار است و بنابراین تعداد بار‌هایی که در یک مقطع مشخص نسبت به زمان در حال نوسان اند باعث به وجود آمدن نویز میشود. این نوسانات همیشگی و غیر قابل اجتناب اند. (بنابراین ما نمی‌توانیم نویز‌های ذاتی را از بین ببریم، اما با تکنیک‌هایی که در ادامه گفته خواهد شد می‌توانیم اثرات آن‌ها را کاهش دهیم.)
نویز حرارتی با نویز سفید
نویز حرارتی، چنانچه از نام آن مشخص است از حرکت تصادفی حامل‌های باردار در یک محیط رسانا که دمایش بالاتر از صفر مطلق است ناشی میشود. سرعت این حرکت با افزایش دما زیاد میشود. این نویز را نویز سفید نیز می‌نامند. نویز حرارتی را نویز جانسون یا نویز مقاومتی نیز می‌نامند، زیرا جانسون دریافت که این نوع نویز در تمام هادی‌ها وجود دارد و وابسته به درجه حرارت می‌باشد.
نویز اتصالی
نویز اتصالی ناشی از تغییر ضریب هدایت می‌باشدکه در اتصال غیرممکن بین دو ماده به وجود می‌آید. این نویز در هر جایی که دو هادی به هم متصل شده باشد به وجود می‌آید مثل سوییچ‌ها یا کنتاکت‌های رله و یا در ترانزیستور و دیود به دلیل اتصال غیرکامل رخ می‌دهد. به نویز اتصالی و به دلیل نسبت عکس فرکانسی اش، نویز۱/F یا نویز فرکانس پایین نیز می‌گویند، زیرا در فرکانس بالا مقدار کمی دارد.
باید توجه کرد که مقدار نویز اتصالی در فرکانس‌های کم به دلیل مشخصه ۱/F آن، خیلی زیاد میشود. نکته‌ی مهم این که اکثر تئوری‌های نویز اتصالی در فرکانس کم ثابت می‌شوند. همچنین به دلیل مشخصه‌ی ۱/F نویز اتصالی در فرکانس‌های پایین معمولا مهترین منابع نویز است.
نویز اتصالی یکی از نویز‌های قابل توجه است که مقدار تقریبی ۱/F در بازه‌ی فرکانسی سیگنال اصلی را دارد به این معنا که قدرت این نویز با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد، گاهی این نویز را نویز صورتی نیز می‌نامند.
نویز ضربه‌ای (که در الکترونیک به آن ساچمه‌ای می‌گویند)
شات نویز موقعی به وجود می‌آید که جریان گذرنده از یک المان حول یک مقدار متوسط کم و زیاد شود و نوسان پیدا کند که علت آن صدور نامرتب الکترون هاست.
این نویز در لامپ خلا و در نیمه هادی‌ها وجود دارد. در لامپ‌های خلا، شات نویز در اثر صدور نامرتب الکترون‌ها از کاتد به وجود می‌آید. در نیمه هادی‌ها نیز شات نویز ناشی از نفوذ حامل‌ها از بیس ترانزیستور و به وجود آمدن و دوباره ترکیب شدن جفت الکترون و حفره می‌باشد.
نویز پاپکورن
نویز پاپکورن که نویز انفجاری هم نامیده میشود، برای اولین بار در دیود‌های نیمه هادی کشف شد. هم اکنون در مدارات مجتمع نیز وجود دارد. اگر نویز انفجاری تقویت شده و به بلند گو برود صدایی شبیه به صدای انفجار به وجود می‌آورد و با نویز حرارتی که به آن افزوده میشود صدایی کاملا شبیه به بو دادن ذرت پیدا می‌کند و به همین دلیل به آن نویز پاپکورن گویند.
برخلاف منابع نویزی که در این بخش بیان شدند، نویز پاپکورن ناشی از نقص ساخت کارخانه‌ای بوده و می‌توان با روش‌های پیشرفته در ساخت المان ها، آن را حذف نمود.
این نویز در اثر نقص اتصال نیمه هادی؛ و معمولا به دلیل کثیف بودن فلز، به وجود می‌آید. نویز پاپکورن به صورت انفجاری بوده و موجب تغییرات تصادفی در سطح ولتاژ نویز حرارتی میشود. پهنای انفجارات نویز از میکرو ثانیه تا چند ثانیه متغیر است. فرکانس تکرار آن قابل پیش بینی نبوده و از یک پالس در دقیقه تا چند صد پالس در ثانیه می‌باشد. ولی برای هر نمونه‌ی خاصی از المان، دامنه‌ی آن ثابت است، چون تابعی از مشخصه نقص در اتصال می‌باشد.
برای ادامه مقاله به روش‌های حذف نویز الکتریکی - بخش سوم مراجعه نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.