Šut pucnjave

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Šum udarca ili Poissonov šum su nasumične fluktuacije u broju čestica u odnosu na njihovu srednju vrijednost povezane s njihovom diskretnošću. Za električno nabijene čestice - elektrone , ione, manifestuje se kao fluktuacije struja u električnim krugovima i električnim uređajima . Kretanje svakog nosioca naboja u strujnom kolu kroz zamišljenu površinu žice za rezanje je praćeno naletom struje u kolu zbog diskretnosti nosilaca električnog naboja . Za nenabijene čestice, kao što su fotoni, nastaje kada detektor zabilježi broj fotona.

Šut pucnjave je predvidio Walter Schottky 1918. godine .

Za razliku od toplotnog šuma uzrokovanog termičkim kretanjem elektrona, šum sačma je neovisan o temperaturi .

Šum pucnjave pojavljuje se, na primjer, u obliku karakteristične akustične buke u dinamici radio prijemnika , u obliku "snijega" na TV ekranu [ izvor nije naveden 2897 dana ] , smetnje, tzv. "trava" na radarskom displeju itd.

Šum pucnjave je glavna komponenta unutrašnjeg šuma u većini elektronskih uređaja, što dovodi do aditivnog izobličenja slabih korisnih signala i ograničava omjer signal-šum osjetljivih elektronskih pojačala.

Izraz "šum pucnja" (kao i efekat pucnja ) nastao je zbog činjenice da se zahvaljujući njemu pojavljuje akustični šum u zvučniku spojenom na izlaz pojačala ili radio prijemnika, koji se uhu percipira kao nalik na buka padajućih peleta .

U elektronskim vakuumskim uređajima (EVD), fluktuacije struje nastaju na površini katode koja emituje elektrone zbog statističke prirode emisije elektrona i diskretnosti naelektrisanja.

Spektralna katodna gustina struje šum udarca tokom rada EEC-a u režimu zasićenja određen je omjerom ( Schottkyjeva formula), gdje - naelektrisanje elektrona, - prosječna struja. Spektar pucnjave buke fluktuacija anodne struje uzrokovane udarnom bukom katodne struje ima konstantnu spektralnu gustinu snage do vrlo visokih frekvencija (do frekvencija na kojima vrijeme leta elektrona od katode do anode postaje značajno ).

Zbog termičkog širenja brzina elektrona, šum udarca je uvijek praćen fluktuacijama ne samo struje, već i drugih karakteristika protoka elektrona, na primjer, gustine prostornog naboja.

Šum pucnjave, čija je priroda slična šumu pucnjave u EEC-u, također se opaža u poluvodičkim uređajima . U potonjem se pravi razlika između pucnjave buke uzrokovane fluktuacijama u driftu nosača naboja i buke uzrokovane fluktuacijama u difuziji nosača naboja.

Prosječna vrijednost signala i njegove spektralne karakteristike na izlazu linearnog sistema, na čijem se ulazu se javlja udarni šum, mogu se izračunati korištenjem Campbellove teoreme .

Spektralna gustina

Neka struja teče kroz neki elektronski uređaj, formiran protokom nezavisnih nosilaca naboja, sa prosečnom frekvencijom [1] . Let svakog nosioca naboja izaziva strujni impuls u vanjskom kolu. Iz Carsonove teoreme slijedi da je spektar fluktuacija struje formiran nizom nezavisnih impulsa , gdje je spektar elementarnog impulsa. Predstavljamo normalizovani spektar i s obzirom na to i , dobijamo ...

Primjer

Razmotrite pn spoj sa širinom μm kroz koji nosioci naboja lete brzinom cm/s [1] . Pretpostavimo da se svaki nosilac naboja kreće konstantnom brzinom i tokom prolaska pn spoja, pravokutni strujni impuls s trajanjem With.

U ovom slučaju, modul spektralne gustine će biti

...

Pad takve spektralne gustine ovog tipa za 10% u odnosu na njenu vrijednost na frekvenciji će biti na frekvenciji ... U ovom primjeru - na frekvenciji Hz.

Bilješke (uredi)

  1. 1 2 Zhalud V., Kuleshov V. N. Buka u poluvodičkim uređajima. - M.: Sovjetski radio , 1977. - P. 25

Književnost

  • McDonald D. Uvod u fiziku buke i fluktuacija, M., Mir, 1964.

vidi takođe