Kohinan ominaisuuksia

Samankaltaiset tiedostot
S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset 2 ov. Kurssin aihealue

Petri Kärhä 04/02/04. Luento 2: Kohina mittauksissa

Kohinan ominaisuuksia

S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset. 2 ov

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

4.3 Signaalin autokorrelaatio

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina )

Puolijohteet II. luku 2 ja 4

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

tilavuudessa dr dk hetkellä t olevien elektronien

N:o Liite 1. Staattisen magneettikentän (0 Hz) vuontiheyden suositusarvo.

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta.

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim.

Sähkömagneettiset häiriöt. Mittaustekniikan perusteet / luento 9. Sähkömagneettiset häiriöt. Sähkömagneettiset häiriöt

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

( ) k 1 = a b. b 1) Binomikertoimen määritelmän mukaan yhtälön vasen puoli kertoo kuinka monta erilaista b-osajoukkoa on a-joukolla.

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS127. Jatkuva-aikaiset IC-suodattimet ja PLL-rakenteet

Käytännön radiotekniikkaa: Epälineaarinen komponentti ja signaalien siirtely taajuusalueessa (+ laboratoriotyön 2 esittely)

j = I A = 108 A m 2. (1) u kg m m 3, (2) v =

Helsinki University of Technology

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Sähkömagneettiset häiriöt. Sähkömagneettiset häiriöt. Mittaustekniikan perusteet / luento 8

Sinin muotoinen signaali

HEIJASTUMINEN JA TAITTUMINEN

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti

Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

Radiokurssi. Modulaatiot, arkkitehtuurit, modulaattorit, ilmaisimet ja muut

Sähkömagneettiset häiriöt. Mittaustekniikan perusteet / luento 9. Sähkömagneettiset häiriöt. Sähkömagneettiset häiriöt

Sisältö. Kvantitatiivinen metodologia verkossa. Monitasomallintaminen. Monitasomallit. Regressiomalli dummy-muuttujilla.

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

C 2. + U in C 1. (3 pistettä) ja jännite U C (t), kun kytkin suljetaan ajanhetkellä t = 0 (4 pistettä). Komponenttiarvot ovat

Puolijohdekomponenttien perusteet A Ratkaisut 5, Kevät qad L. 1, C 3,6 10 m m s 10 m 0,6 ev

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset. Vanhoja tenttitehtäviä

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Tunnuslukuja 27 III TUNNUSLUKUJA

Tietoliikennesignaalit & spektri

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

2. kierros. 1. Lähipäivä

Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta

Vahvistimet ja lineaaripiirit. Operaatiovahvistin

ja läpäisyaika lasketaan (esim) integraalilla (5.3.1), missä nyt reitti s on z-akselilla:

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

dx = d dψ dx ) + eikx (ik du u + 2ike e ikx u i ike ikx u + e udx

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

Signaalien datamuunnokset. Digitaalitekniikan edut

Signaalien datamuunnokset

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Digitaalinen signaalinkäsittely Signaalit, jonot

Otantajakauma. Otantajakauman käyttö päättelyssä. Otantajakauman käyttö päättelyssä

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Ehdotukset harjoituksen 6 ratkaisuiksi

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

5$32577, 1 (8) Kokeen aikana vaihteisto sijaitsi tasalämpöisessä hallissa.

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Johdatus tilastotieteeseen Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Luento 7 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Varauksenkuljettajien diffuusio. Puolijohteissa varauksenkuljettajat diffusoituvat termisen energian vaikutuksesta (k B

Radioamatöörikurssi 2018

****************************************************************** ****************************************************************** 7 Esim.

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

S Signaalit ja järjestelmät

2. kierros. 2. Lähipäivä

Push-Pull hakkurin suunnittelu ja mitoitus:

Määritä seuraavien suodattimien impulssivasteet ja tutki, ovatko ne kausaaleja:

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

Digitaalinen videonkäsittely Harjoitus 1, vastaukset tehtäviin 1-7

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ν = S Fysiikka III (ES) Tentti Ratkaisut

Diodit. I = Is * (e U/n*Ut - 1) Ihanteellinen diodi

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

Aallot. voima F on suoraan verrannollinen venymään x. k = jousivakio Jousivakion yksikkö [k] = 1 N/m = 1 kg/s 2

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1.

Määräys. sähköverkkotoiminnan tunnuslukujen julkaisemisesta. Annettu Helsingissä 2 päivänä joulukuuta 2005

Tehtävä 1. TEL-1360 Sähkömoottorikäytöt Laskuharjoitus 4/2011

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

Analogiapiirit III. Tentti

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

Yhden selittäjän lineaarinen regressiomalli

Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia: Mitä opimme?

Lähettimet ja vastaanottimet

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 7. Tehtävä 1

Kohina. Mittaustekniikan perusteet / luento 8. Kohina. Kohina. Kohinan mittaaminen

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

= ωε ε ε o =8,853 pf/m

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

VAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet

Transkriptio:

Kohia omiaisuuksia Kohiamekaismit Termie kohia Raekohia 1/f kohia (Kvatisoitikohia) Kohia käsittely Kohialähteide yhteisvaikutus Kohiakaistaleveys Sigaali-kohia suhde Kohialuku Kohialämpötila 1 Kohia omiaisuuksia Kohia o täysi satuaie sigaali - Eri taajuuskompoeteilla o satuaie taajuus ja vaihe - Hetkellistä amplitudia ei voida eustaa 1 = T T Kohia aikakeskiarvo o olla: ( t) lim ( t) dt = 0 Kohia variassi ei ole olla, jote kohialla o teho: δ = ( t) = 1 lim T T T 0 ( t) Variassi eliöjuuri (hajota) o kohia tehollisarvo (rms-arvo) dt T 0

Kohia omiaisuuksia Kohia spektrie tehotiheys S(f) kuvaa kohiateho jakautumista taajuudessa (yksikkö [V /Hz] tai [A /Hz]) S( f ) = e f Tehotiheys δ ( f ) = 0 S( f ) df Tehollisarvo Valkoie kohia tasaie tehospektri 3 Kohiamekaismit Päätyypit Termie kohia (valkoista kohiaa) Raekohia (valkoista kohiaa) 1/f -kohia 4

Termie kohia Termie kohia o lämpötila aiheuttamaa varauksekuljettajie satuaisliikettä johteessa Kutsutaa keksijöidesä mukaa myös Johsoi tai Nyquisti kohiaksi Sytyy resistiivisissä kompoeteissa, erityisesti vastuksissa Myös kapasitassie resistiiviset ja dielektriset häviöt, sekä iduktassie resistiiviset ja pyörrevirtoje aiheuttamat häviöt aiheuttavat pietä termistä kohiaa Termie kohia määrää resistiivise kompoeti pieimmä kohiataso. 5 Termie kohia... Kohiajäittee spektrie tehotiheys S e ( f ) = 4kTR [V /Hz] Kohiajäittee tehollisarvo (rms) e = 4kTRB [V] k = Boltzmai vakio (1.38 x 10-3 J/K) T = absoluuttie lämpötila (K) B = kohiakaista leveys (Hz) R = resistassi (Ω) Suuruusluokka: 1 kω, 1 Hz -> 4V rms 1 kω, 10 khz -> 0.4 µv rms 6

Termise kohia malli Kytkettyje resistassie kohia o verraollie muodostuva ekvivalettivastukse arvoo 7 Termise kohia miimoiti e = 4kTRB B, - taajuuskaista (mittauskaista) pieetämie T, - jäähdyttämie R, - yleisesti häviöide pieetämie, impedassisovitukset - Resistasseja ei yleesä voi pieetää, koska sigaaliki pieeee. Lisäksi alkaa kulua tehoa - Käytetää resistassie sijasta kapasitiivisia ja/tai iduktiivisia kompoetteja, jos mahdollista - Sigaalie siirto piei-impedassisea (virtaviesti) 8

Raekohia (shot oise) Diodeissa, trasistoreissa, ja elektroiputkissa esiityy virtakohiamekaismi, jota kutsutaa raekohiaksi. Raekohia liittyy virrakulkuu potetiaalivalli yli. Virra kulku ei ole jatkuvaluoteista, vaa tapahtuu yksittäiste virrakuljettajie (elektroit ja aukot) summasta. Tällaie potetiaalivalli o esim. kaikkie puolijohdekompoettie p-rajapialla. 9 Raekohia (shot oise) Raekohia tehotiheys: S ( f ) = qi i DC [A /Hz] Raekohiavirra tehollisarvo (rms): I = qi B [A] s DC q = elektroi varaus (1.60 10-19 C) I DC = DC-virta (A) B = kohiakaista leveys (Hz) 10

Raekohia miimoiti I = qib Virra miimoiti, kuha se ei pieeä sigaalia Taajuuskaista pieetämie Vältetää kompoetteja jotka tuottavat raekohiaa: Diodit Bipolaaritrasistorit, iide sijasta FET-trasistoreita 11 Valkoie kohia aikatasossa 1

Valkoie kohia taajuustasossa 13 1/f - kohia (flicker oise, cotact oise, low-frequecy oise) 1/f - kohia tehospektri ei ole tasaie, vaa kohia taso kasvaa taajuude pieetyessä. Tehotiheys oudattaa muotoa S(f) = K/f α, α = 0.8-1.4 1/f - kohia ei varsiaisesti ole yksittäie kohiamekaismi, vaa sisältää useita eri sytymekaismeja. Ilmeee esim. Operaatiovahvistite bias-jäitteide ryömimiseä 14

1/f - kohia (flicker oise, cotact oise, low-frequecy oise) Esitettyjä sytymekaismeja: Geeraatio-rekombiaatio mekaismi puolijohteissa Virra kulku epähomogeeisessa johteessa (massavastukset), kohia tehotiheys verraollie virtaa 1/f - kohialle (α = 1) o omiaista, että kohiateho o sama jokaista taajuusdekadia kohti: esim. 10-100 Hz tai 1000-10000 Hz. 15 1/f - kohia aikatasossa 16

1/f - kohia taajuustasossa 17 1/f - kohia miimoiti Keskiarvoistus ei juurikaa auta. Viimeisi lukema o paras Siirretää mittaus suuremmille taajuuksille esim. moduloimalla Kompoettie valita: Metallikalvovastuksilla pieempi 1/f kohiakui massa/hiilivastuksilla JFETeillä pieempi kui MOSFETeillä Chopper-stabiloidut operaatiovahvistimet Hyvät liitoskotaktit 18

Kohialähteide yhteisvaikutus Kohialähteide yhteisvaikutus saadaa summaamalla eliöllisesti. Kohiajäite- ja kohiavirtalähteet, joide geeraatioprosessit ovat itseäisiä, eivät korreloi keskeää. Korreloimattomille kohialähteille: = ( e e e, tot =,1 + e Mikäli kohialähteillä o korrelaatiota (harviaista): e tot + e ) = e, + e,,1,,1,,1, γ= korrelaatiokerroi, -1..0..1 + γe e 19 Kohiakaistaleveys B = A 1 0 0 A( f ) df A(f) = jäitevahvistus A 0 = maksimivahvistus 0

Sigaali-kohia - suhde (SNR tai S/N) Sigaali-kohia suhde = kohiattoma sigaali teho P s ja kohiateho P suhde S SNR = = N Ps P Voidaa esittää myös tehollisarvoje suhteea Desibeleiä: Ps Vs SNR = 10 log10( ) = 0 log10( ) P V 1 Kohialuku Kohialuku F kuvaa kuika paljo jäjestelmä heiketää sigaalikohia suhdetta. F = SNR SNR i out = P P s, i, i P P, out s, out Käytäössä F>1 Desibeleiä : NF = 10 log10( F)

(Kohialämpötila) Kohialämpötila (T ) kuvaa vahvistime aiheuttamaa lisäkohiaa lähdekohiaa (samoi kui kohialuku). Ilmaisee vahvistime kohia lähderesistassi (R S ) lisäkohiaa. Kohialämpötila: T =T 0 (F-1) 3 Kertaus Termistä kohiaa sytyy kaikissa häviöllisissä kompoeteissa. e = 4kTRB [V] Raekohiaa sytyy ku virtaa kuljettavat yksittäiset varauksekuljettajat mm. p-liitokssa. I = qib [A] Korreloimattomie kohialähteide yhteisvaikutus: e e, tot =,1 + e, 4