स्फुरण रव
झिलमिलाहट शोर 1/एफ वर्णक्रमीय घनत्व वाला एक प्रकार का इलेक्ट्रॉनिक शोर है। इसलिए इसे अक्सर 1/एफ शोर या गुलाबी शोर के रूप में जाना जाता है, हालांकि इन शब्दों की व्यापक परिभाषाएं हैं। यह लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में होता है और कई अन्य प्रभावों के साथ दिखाई दे सकता है, जैसे कि एक प्रवाहकीय चैनल में अशुद्धता, वाहक पीढ़ी और बेस करंट के कारण ट्रांजिस्टर में पुनर्संयोजन शोर, इत्यादि।
गुण
विद्युत धारा या वोल्टेज में 1/f शोर आमतौर पर प्रत्यक्ष धारा से संबंधित होता है, क्योंकि प्रतिरोध (बिजली) के उतार-चढ़ाव को ओम के नियम द्वारा वोल्टेज या वर्तमान के उतार-चढ़ाव में बदल दिया जाता है। प्रतिरोधों में एक 1/एफ घटक भी होता है, जिसके माध्यम से कोई प्रत्यक्ष धारा नहीं होती है, जो संभवतः तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण प्रतिरोध को नियंत्रित करता है। यह प्रभाव मैंगनीन में मौजूद नहीं है, क्योंकि इसमें प्रतिरोध का तापमान गुणांक नगण्य है।[1][2] इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, यह कम-आवृत्ति घटना के रूप में दिखाई देता है, क्योंकि उच्च आवृत्तियों को अन्य स्रोतों से सफेद शोर द्वारा ढक दिया जाता है। हालाँकि, थरथरानवाला्स में, कम-आवृत्ति शोर कैरियर आवृत्तियों के करीब आवृत्तियों तक फ्रीक्वेंसी मिक्सर हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑसिलेटर चरण शोर होता है।
कुल शोर में इसका योगदान कोने की आवृत्ति एफ द्वारा विशेषता हैc झिलमिलाहट शोर से प्रभावित कम आवृत्ति वाले क्षेत्र और सफेद शोर के सपाट स्पेक्ट्रम से प्रभावित उच्च आवृत्ति क्षेत्र के बीच। MOSFETs में उच्च f होता हैc (गीगाहर्ट्ज रेंज में हो सकता है)। JFETs और द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर का f कम होता हैc लगभग 1 किलोहर्ट्ज़,[3] लेकिन JFETs आमतौर पर BJTs की तुलना में कम आवृत्तियों पर अधिक झिलमिलाहट शोर प्रदर्शित करते हैं, और इसमें f हो सकता हैc झिलमिलाहट शोर के लिए जेएफईटी में कई किलोहर्ट्ज़ तक का चयन नहीं किया गया है।[4] इसमें आमतौर पर गाऊसी प्रक्रिया होती है[dubious ] और समय उत्क्रमणीय है|समय-प्रतिवर्ती है।[5] यह प्रतिरोधों और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर में एक रैखिक प्रणाली तंत्र द्वारा उत्पन्न होता है, लेकिन द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर और डायोड में एक गैर-रेखीय प्रणाली | गैर-रेखीय तंत्र द्वारा उत्पन्न होता है।[5]
आवृत्ति f के एक फ़ंक्शन के रूप में MOSFETs में झिलमिलाहट-शोर वोल्टेज का वर्णक्रमीय घनत्व अक्सर इस प्रकार तैयार किया जाता है , जहां K प्रक्रिया-निर्भर स्थिरांक है, ऑक्साइड समाई है, डब्ल्यू और एल क्रमशः चैनल की चौड़ाई और लंबाई हैं।[6] यह एक अनुभवजन्य मॉडल है और आमतौर पर इसे अत्यधिक सरलीकरण माना जाता है।[7] झिलमिलाहट का शोर प्रतिरोधक#कार्बन संरचना|कार्बन-संरचना प्रतिरोधकों और प्रतिरोधक#मोटी और पतली फिल्म|मोटी-फिल्म प्रतिरोधकों में पाया जाता है।[8] जहां इसे अतिरिक्त शोर के रूप में संदर्भित किया जाता है, क्योंकि यह थर्मल शोर स्तर से ऊपर समग्र शोर स्तर को बढ़ाता है, जो सभी प्रतिरोधों में मौजूद होता है। इसके विपरीत, तार-घाव प्रतिरोधकों में झिलमिलाहट शोर सबसे कम होता है। चूँकि झिलमिलाहट का शोर प्रत्यक्ष धारा के स्तर से संबंधित है, यदि धारा को कम रखा जाता है, तो अवरोधक में थर्मल शोर प्रमुख प्रभाव होगा, और उपयोग किए जाने वाले अवरोधक का प्रकार, आवृत्ति विंडो के आधार पर, शोर के स्तर को प्रभावित नहीं कर सकता है।
माप
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वोल्टेज या करंट में 1/एफ शोर स्पेक्ट्रम का मापन अन्य प्रकार के शोर के माप के समान ही किया जाता है। सैंपलिंग स्पेक्ट्रम विश्लेषक शोर से एक सीमित समय का नमूना लेते हैं और [[फास्ट फूरियर रूपांतरण]] एल्गोरिदम द्वारा फूरियर ट्रांसफॉर्म की गणना करते हैं। फिर, फूरियर स्पेक्ट्रम के वर्ग निरपेक्ष मान की गणना करने के बाद, वे इस नमूनाकरण प्रक्रिया को पर्याप्त संख्या में बार दोहराकर इसके औसत मूल्य की गणना करते हैं। परिणामी पैटर्न मापे गए शोर के शक्ति-घनत्व स्पेक्ट्रम के समानुपाती होता है। फिर इसका सटीक मान प्राप्त करने के लिए इसे परिमित-समय के नमूने की अवधि और 1 के क्रम में एक संख्यात्मक स्थिरांक द्वारा सामान्यीकृत किया जाता है। यह प्रक्रिया परिमित समय के नमूने (कम-आवृत्ति अंत) की अवधि और शोर की डिजिटल नमूनाकरण दर (उच्च-आवृत्ति अंत) के पारस्परिक द्वारा निर्धारित आवृत्ति विंडो के भीतर ही सही वर्णक्रमीय डेटा देती है। इस प्रकार प्राप्त ऊर्जा घनत्व स्पेक्ट्रम के ऊपरी और निचले आधे दशकों को आमतौर पर स्पेक्ट्रम से हटा दिया जाता है। पारंपरिक स्पेक्ट्रम विश्लेषक जो सिग्नल पर एक संकीर्ण फ़िल्टर्ड बैंड को स्वीप करते हैं, उनका सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) अच्छा होता है, क्योंकि वे संकीर्ण-बैंड उपकरण होते हैं। ये उपकरण झिलमिलाहट शोर को पूरी तरह से मापने के लिए पर्याप्त कम आवृत्तियों पर काम नहीं करते हैं। नमूनाकरण उपकरण ब्रॉडबैंड हैं, और इसलिए उच्च शोर हैं। वे कई नमूना निशान लेकर और उनका औसत निकालकर शोर को कम करते हैं। पारंपरिक स्पेक्ट्रम विश्लेषकों के पास उनके नैरो-बैंड अधिग्रहण के कारण अभी भी बेहतर एसएनआर है।
उपकरणीकरण और माप में निष्कासन
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डीसी माप के लिए 1/एफ शोर विशेष रूप से परेशानी भरा हो सकता है, क्योंकि यह कम आवृत्तियों पर बहुत महत्वपूर्ण है, डीसी पर एकीकरण/औसत के साथ अनंत तक जाता है। बहुत कम आवृत्तियों पर, आप शोर को बहाव के रूप में सोच सकते हैं, हालांकि बहाव पैदा करने वाले तंत्र आमतौर पर झिलमिलाहट शोर से अलग होते हैं।
एक शक्तिशाली तकनीक में रुचि के सिग्नल को उच्च आवृत्ति पर ले जाना और इसे मापने के लिए चरण-संवेदनशील डिटेक्टर का उपयोग करना शामिल है। उदाहरण के लिए, रुचि का संकेत एक आवृत्ति के साथ हेलिकॉप्टर (इलेक्ट्रॉनिक्स) हो सकता है। अब सिग्नल श्रृंखला एसी सिग्नल ले जाती है, डीसी नहीं। एसी-युग्मित चरण डीसी घटक को फ़िल्टर करते हैं; यह झिलमिलाहट शोर को भी कम करता है। एक तुल्यकालिक डिटेक्टर जो एसी सिग्नल की चोटियों का नमूना लेता है, जो मूल डीसी मान के बराबर है। दूसरे शब्दों में, पहले कम-आवृत्ति सिग्नल को उच्च-आवृत्ति वाहक के साथ गुणा करके उच्च आवृत्ति में स्थानांतरित किया जाता है, और इसे झिलमिलाहट शोर से प्रभावित डिवाइस को दिया जाता है। डिवाइस का आउटपुट फिर से उसी वाहक के साथ गुणा किया जाता है, इसलिए पिछला सूचना सिग्नल बेसबैंड पर वापस आ जाता है, और झिलमिलाहट शोर को उच्च आवृत्ति पर स्थानांतरित कर दिया जाएगा, जिसे आसानी से फ़िल्टर किया जा सकता है।
यह भी देखें
- एल्डर्ट वैन डेर ज़ील
- शोर के रंग
- संपर्क प्रतिरोध
- शोर (भौतिकी)
- इलेक्ट्रॉनिक शोर
- ट्वीडी वितरण
- चॉपर (इलेक्ट्रॉनिक्स)
संदर्भ
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ "AN-6602: Low Noise JFET – The Noise Problem Solver" (PDF). onsemi. 2015-07-16. Archived (PDF) from the original on 2021-02-02. Retrieved 2022-08-26.
- ↑ Leach, Marshall. "जेएफईटी और बीजेटी की तुलना" (PDF). Georgia Tech ECE Leach Legacy. Archived (PDF) from the original on 2022-08-26. Retrieved 2022-08-26.
- ↑ 5.0 5.1 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.
- ↑ Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill, 2000, Chapter 7: Noise.
- ↑ Lundberg, Kent H. "थोक सीएमओएस में शोर स्रोत" (PDF).
- ↑ Jenkins, Rick. "प्रतिरोधों में सारा शोर". Hartman Technica. Retrieved 5 June 2014.
टिप्पणियाँ
- Johnson, J. B. (1925). "The Schottky effect in low frequency circuits". Physical Review. 26 (1): 71–85. Bibcode:1925PhRv...26...71J. doi:10.1103/PhysRev.26.71.
- Schottky, W. (1918). "Über spontane Stromschwankungen in verschiedenen Elektrizitätsleitern". Annalen der Physik. 362 (23): 541–567. Bibcode:1918AnP...362..541S. doi:10.1002/andp.19183622304.
- Schottky, W. (1922). "Zur Berechnung und Beurteilung des Schroteffektes". Annalen der Physik. 373 (10): 157–176. Bibcode:1922AnP...373..157S. doi:10.1002/andp.19223731007.
