Zgomot împușcat

Zgomotul împușcat (de asemenea, zgomotul Poisson sau zgomotul Schottky ) este o formă de zgomot alb în optică și electronică care poate fi modelată folosind un proces Poisson .

Cu electricitate

Zgomotul împușcat electric apare întotdeauna atunci când un curent electric trebuie să depășească o barieră potențială . Zgomotul împușcat provine din faptul că fluxul total de curent este compus din mișcarea purtătorilor individuali de sarcină ( electroni sau găuri ) și fiecare purtător de sarcină traversează singură această barieră. Acest lucru nu se întâmplă în mod egal, ci este un proces stocastic . Pe scurt, anumite fluctuații ale fluxului curent pot fi observate și la nivel macroscopic .

Pătratul mediu al curentului de zgomot poate fi exprimat prin ecuație ${\ displaystyle i}$

{\ displaystyle {\ overline {i _ {\ text {Rausch}} ^ {2}}} = 2eI \ Delta f}

expres, unde

${\ displaystyle e}$ taxa elementară ,
${\ displaystyle I}$ curentul care curge în conductor și
${\ displaystyle \ Delta f}$ este lățimea de bandă a măsurătorii.

Dimensiunea curentului mediu de zgomot pătrat este [ A ² ].

Mărimea zgomotului împușcat depinde de mărimea curentului curent și nu prezintă nicio dependență directă de temperatură. Acest lucru îl deosebește de zgomotul în echilibru termic , zgomotul Johnson-Nyquist .

Pentru frecvențele tehnice , pătratul curentului de zgomot este proporțional cu lățimea benzii de frecvență, dar independent de frecvență. Efectul de fotografiere scade doar la frecvențe cu o perioadă la fel de scurtă ca timpul de tranzit . ${\ displaystyle \ Delta f}$ ${\ displaystyle 1 / f ^ {2}}$

Zgomotul împușcat este important în electronică , comunicații și fizica de bază, deoarece poate fi utilizat pentru a măsura zgomotul ( cifra de zgomot și temperatura zgomotului ) componentelor electronice . În acest scop, diodele semiconductoare cu avalanșă sunt potrivite cu o impedanță de undă dată ca zgomot normal și sunt furnizate cu un tabel de calibrare care indică densitatea puterii de zgomot în funcție de curentul diodei . Această sursă de zgomot este conectată în amonte de cvadrupol pentru a fi măsurată . ${\ displaystyle Z}$

În optică

Foton Numărul de fotoni pe pixel crește de la stânga la dreapta și de sus în jos

Datorită cuantificării în fotoni individuali , ieșirea unei surse ideale, de radiație monocromatică nu este complet constantă, ci mai degrabă prezintă mici abateri de la ieșirea medie . Pătratul mediu al abaterilor de putere poate fi exprimat prin ecuație ${\ displaystyle \ Delta p}$ ${\ displaystyle P}$

{\ displaystyle {\ overline {\ Delta p ^ {2}}} = 2h \ nu P \ Delta f \,}

expres, unde

${\ displaystyle h}$ constanta Planck ,
${\ displaystyle \ nu}$ frecvența radiației (ordinea mărimii 10 ¹⁴ Hz) și
${\ displaystyle \ Delta f}$ este lățimea de bandă a măsurătorii.

Deoarece acest zgomot nu poate fi suprimat prin măsuri tehnice, se folosește și termenul limită de zgomot împușcat .

Picaturi de ploaie

Picăturile de ploaie creează zgomot de împușcare, deoarece cad independent unul de celălalt. Ele sunt similare cu particulele cuantificate , deoarece dimensiunea lor fluctuează cu greu cu un diametru de 2-3 mm.

literatură

Rudolf Müller: Rauschen (= electronică semiconductoare. Vol. 15). Ediția a doua, revizuită și extinsă. Springer, Berlin și colab. 1990, ISBN 3-540-51145-8 .
Walter Schottky : Despre fluctuațiile spontane de curent în diferiți conductori de electricitate . În: Analele fizicii . bandă 362 , nr. 23 , 1918, pp. 541-567 , doi : 10.1002 / andp.19183622304 .
Walter Schottky: Efect mic și Efect sclipitor . În: Physical Review . bandă 28 , nr. 1 , 1926, pp. 74-103 , doi : 10.1103 / PhysRev.28.74 .
Reinhard Lerch: Tehnologie de măsurare electrică: procese analogice, digitale și asistate de computer. Springer, 2012, ISBN 978-364222-609-0 , p. 207.

Vezi si

Link-uri web

Ce este zgomotul (pdf, 1,15 MB)

Languages