점멸음

Flicker noise

플리커 노이즈는 1/f 출력 스펙트럼 밀도의 전자 노이즈 유형입니다.따라서 흔히 1/f 노이즈 또는 핑크 노이즈라고 불리지만, 이 용어들은 더 넓은 정의를 가지고 있다.거의 모든 전자 장치에서 발생하며, 전도성 채널의 불순물, 기본 전류로 인한 트랜지스터의 생성 및 재결합 노이즈 등 다양한 다른 효과와 함께 나타날 수 있습니다.

특성.

저항 변동은 옴의 법칙에 따라 전압 또는 전류 변동으로 변환되므로 전류 또는 전압의 1/f 노이즈는 일반적으로 직류와 관련이 있습니다.저항기에도 1/f 컴포넌트가 있으며 저항기를 통해 직류 전류가 흐르지 않습니다. 이는 저항을 변조하는 온도 변동 때문일 수 있습니다.망가닌은 저항온도계수를 무시할 수 있기 때문에 [1][2]이 효과는 없다.

전자기기에서는 저주파 현상으로 나타나는데, 고주파수가 다른 소스의 백색 노이즈에 가려지기 때문입니다.그러나 발진기에서는 저주파 노이즈가 반송파에 가까운 주파수까지 혼합되어 발진기 위상 노이즈가 발생할 수 있습니다.

플리커 노이즈는 저주파 플리커 노이즈와 고주파수 "플랫밴드" 노이즈 사이의 코너 주파수c f에 의해 특징지어집니다.MOSFET는 JFET 또는 바이폴라 트랜지스터보다 f(GHz 범위 내일 수 있음)가c 높으며 보통 후자의 경우 2kHz 미만입니다.

일반적으로 가우스 분포를 가지며 시간적으로 되돌릴 [3]수 있습니다.저항기 및 FET의 선형 메커니즘에 의해 생성되지만 BJT [3]및 다이오드의 비선형 메커니즘에 의해 생성됩니다.

MOSFET의 깜박임 노이즈 전압 전력은 종종 K W { \ { } { C { \ { } \ 로 모델링됩니다.여기서 K는 프로세스 의존 상수, ox { \ C_{ \ {}}는 MOS 캐패시턴스,이것은 경험적 모델이며 일반적으로 지나치게 [5]단순하다고 생각됩니다.

플리커 노이즈는 탄소 구성 저항기 및 두꺼운 필름 [6]저항기에서 발견되며, 이 저항기는 모든 저항기에 존재하는 열 노이즈 수준 이상으로 전체적인 노이즈 수준을 증가시키기 때문에 초과 노이즈라고 합니다.반면 와이어와이드 저항기는 플리커 노이즈가 가장 적습니다.플리커 노이즈는 DC 레벨과 관련되어 있기 때문에 전류가 낮게 유지되면 열 노이즈가 저항기에서 주로 발생하며 주파수 창에 따라 사용되는 저항의 유형이 노이즈 레벨에 영향을 주지 않을 수 있습니다.

측정.

전압 또는 전류의 1/f 노이즈 스펙트럼 측정은 다른 유형의 노이즈 측정과 동일한 방법으로 수행됩니다.샘플링 스펙트럼 분석기는 노이즈로부터 유한 시간 샘플을 추출하여 FFT 알고리즘으로 푸리에 변환을 계산합니다.그런 다음 푸리에 스펙트럼의 제곱 절대값을 계산한 후 이 샘플링 과정을 충분히 많은 횟수 반복하여 평균값을 계산합니다.결과 패턴은 측정된 소음의 전력 밀도 스펙트럼에 비례합니다.그런 다음 유한 시간 샘플의 지속 시간 및 정확한 값을 얻기 위해 1의 순서로 숫자 상수에 의해 정규화됩니다.이 절차에서는 유한 시간 샘플의 지속 시간(저주파수 끝)과 노이즈의 디지털 샘플링 속도(고주파수 끝)의 역수에 의해 결정된 주파수 창 내에서만 정확한 스펙트럼 데이터를 제공합니다.따라서 얻어진 전력 밀도 스펙트럼의 상위 및 하위 50년은 일반적으로 스펙트럼에서 폐기된다.좁은 필터 대역을 신호로 스위프하는 기존의 스펙트럼아나라이저에서는 협대역 기기이기 때문에 Signal-to-Noise Ratio(SNR; 신호 대 잡음비)가 양호합니다.안타깝게도 이러한 계측기는 깜박임 노이즈를 완전히 측정할 수 있을 만큼 낮은 주파수에서 작동하지 않습니다.샘플링 기기는 광대역이기 때문에 노이즈가 높습니다.여러 개의 샘플 트레이스를 추출하여 평균화하여 노이즈를 줄입니다.기존의 스펙트럼 분석기는 협대역 수집으로 SNR이 더 우수합니다.

계측 및 측정 시 제거

DC 측정의 경우 1/f 노이즈는 저주파수에서 매우 중요하기 때문에 DC에서 통합/평균화를 통해 무한대로 증가하는 경향이 있으므로 특히 문제가 될 수 있습니다.드리프트를 일으키는 메커니즘은 보통 깜박임 노이즈와 구별되지만, 매우 낮은 주파수에서는 노이즈가 드리프트가 된다고 생각할 수 있습니다.

하나의 강력한 기술은 관심 신호를 더 높은 주파수로 이동하고 위상 민감 검출기를 사용하여 측정하는 것이다.예를 들어 관심신호를 주파수로 절단할 수 있다.이제 신호 체인은 DC가 아닌 AC 신호를 전송합니다.AC커플링 스테이지에서는 DC컴포넌트가 필터링 되어 플리커 노이즈가 감쇠합니다.원래 DC 값과 동일한 AC 신호의 피크를 샘플링하는 동기 디텍터입니다.즉, 우선 저주파 신호에 고주파 반송파를 곱하여 고주파로 이행하고, 플리커 노이즈의 영향을 받는 장치에 부여한다.디바이스의 출력은 다시 같은 캐리어에 곱되므로 이전 정보 신호가 베이스밴드로 돌아오고 플리커 노이즈가 더 높은 주파수로 전환되므로 쉽게 필터링할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Voss, Richard F.; Clarke, John (1976-01-15). "Flicker (1/f) noise: Equilibrium temperature and resistance fluctuations". Physical Review B. 13 (2): 556–573. Bibcode:1976PhRvB..13..556V. doi:10.1103/PhysRevB.13.556.
  2. ^ Beck, H. G. E.; Spruit, W. P. (1978-06-01). "1/f noise in the variance of Johnson noise". Journal of Applied Physics. 49 (6): 3384–3385. Bibcode:1978JAP....49.3384B. doi:10.1063/1.325240. ISSN 0021-8979.
  3. ^ a b Voss, Richard F. (1978-04-03). "Linearity of 1/f Noise Mechanisms". Physical Review Letters. 40 (14): 913–916. Bibcode:1978PhRvL..40..913V. doi:10.1103/physrevlett.40.913.
  4. ^ Behzad Razavi, McGraw-Hill, 2000, 7장: 노이즈, 아날로그 CMOS 집적회로 설계.
  5. ^ Lundberg, Kent H. "Noise Sources in Bulk CMOS" (PDF).
  6. ^ Jenkins, Rick. "All the noise in resistors". Hartman Technica. Retrieved 5 June 2014.

메모들

외부 링크