Ada berbagai sumber kebisingan dalam op-amp ( penguat operasional ) tetapi sumber kebisingan yang paling misterius adalah kebisingan kedipan. Ini disebabkan oleh ketidakteraturan dalam jalur konduksi & kebisingan karena arus bias pada transistor. Kebisingan ini meningkat secara terbalik melalui frekuensi, sehingga sering disebut kebisingan 1/f. Kebisingan ini masih ada pada frekuensi yang lebih tinggi; namun sumber derau lain di op-amp mulai mengontrol, menentang efek derau 1/f. Kebisingan ini akan mempengaruhi semua elektronik seperti operasional amplifier namun, sumber derau ini tidak memiliki batasan dalam sistem akuisisi data frekuensi rendah. Untuk memberikan performa dc terbaik seperti drift offset rendah & offset awal rendah, amplifier zero-drift juga memiliki manfaat tambahan untuk menghilangkan noise flicker, yang sangat penting untuk aplikasi frekuensi rendah. Artikel ini membahas tentang ikhtisar kebisingan berkedip -bekerja dan aplikasinya.

Apa itu Definisi Flicker Noise/Flicker Noise?

Derau kedip atau derau 1/f adalah jenis derau elektronik yang terjadi di hampir semua perangkat elektronik & dapat disertai dengan berbagai efek lain seperti ketidakmurnian dalam saluran konduktif, derau pembangkitan & rekombinasi dalam transistor karena arus basis. Derau ini sering disebut derau merah jambu atau derau 1/f. Kebisingan ini terutama terjadi di semua perangkat elektronik & memiliki penyebab yang berbeda meskipun umumnya terkait dengan aliran arus searah. Ini penting dalam banyak bidang elektronik & penting dalam osilator yang digunakan sebagai sumber RF.

Derau ini juga dikenal sebagai derau frekuensi rendah karena kerapatan spektral daya derau ini akan meningkat ketika frekuensinya dinaikkan. Kebisingan ini dapat diamati secara normal di bawah beberapa KHz. Bandwidth kebisingan flicker berkisar dari 10 MHz hingga 10 Hz.

Persamaan Kedipan Kebisingan

Flicker noise hanya terjadi di hampir semua komponen elektronik. Jadi kebisingan ini disebutkan dalam kaitannya dengan perangkat semikonduktor seperti transistor & khususnya MOSFET perangkat. Kebisingan ini dapat dinyatakan sebagai

S(f) = K/f

Prinsip Kerja Flicker Noise

Kebisingan flicker bekerja dengan meningkatkan tingkat kebisingan keseluruhan di atas tingkat kebisingan termal, yang ada di semua resistor. Kebisingan ini hanya ditemukan di film tebal & resistor komposisi karbon , di mana pun itu dikenal sebagai noise berlebih, Sebaliknya, resistor lilitan kabel memiliki noise flicker paling sedikit.

Kebisingan ini dapat disebabkan oleh pembawa muatan yang terperangkap & dilepaskan secara acak antara antarmuka dua bahan. Jadi fenomena ini biasanya terjadi pada semikonduktor yang digunakan dalam amplifier instrumentasi untuk merekam sinyal listrik.

Kebisingan ini hanya sebanding dengan kebalikan dari frekuensi. Dalam banyak aplikasi seperti osilator RF, ada banyak wilayah di mana derau mendominasi & wilayah lain di mana pun derau putih dari sumber seperti derau tembakan & derau termal mendominasi. Umumnya, kebisingan pada frekuensi rendah ini mendominasi sistem yang dirancang dengan baik.

Menghilangkan Kebisingan 1/F

Umumnya, memotong atau Helikopter teknik stabilisasi digunakan untuk mengurangi tegangan offset amplifier. Namun, karena noise flicker dekat dengan noise frekuensi rendah DC, maka noise ini juga dikurangi secara efisien dengan menggunakan teknik ini. Teknik ini hanya bekerja dengan memotong atau mengganti sinyal i/p pada tahap i/p & setelah itu lagi memotong sinyal pada tahap output daya. Jadi ini sama dengan modulasi dengan gelombang kotak.

Diagram Blok ADA4522-2 untuk Flicker Noise

Dalam diagram blok ADA4522 di atas, sinyal i/p dapat dengan mudah dimodulasi ke frekuensi pemotongan pada CHOP_{DI DALAM} panggung. Sinyal i/p di CHOP_KELUAR tahap didemodulasi secara sinkron kembali ke frekuensi awalnya & pada saat yang sama, kebisingan flicker dan offset dari tahap i/p amplifier hanya dimodulasi ke frekuensi pemotongan.

Selain menurunkan tegangan offset asli, perubahan dalam tegangan offset dan mode umum berkurang, yang memberikan linearitas DC yang sangat baik & CMRR (rasio penolakan mode umum) yang tinggi. Pemotongan juga menurunkan drift tegangan offset dan suhu, karena alasan ini, amplifier yang menggunakan pemotongan sering disebut amplifier zero-drift. Di sini, satu hal utama yang perlu kita pertimbangkan adalah, amplifier zero-drift menghilangkan noise flicker dari amplifier saja. Suara kedipan apa pun dari berbagai sumber seperti sensor akan melewati tanpa perubahan.

Pertukaran yang digunakan untuk memotong adalah mengatur artefak switching ke output & meningkatkan arus bias input. Pada keluaran penguat, riak & Gangguan terlihat sekali dilihat pada osiloskop & lonjakan kebisingan terlihat dalam kepadatan spektral kebisingan bila dilihat dengan penganalisa spektrum. Dari perangkat analog, amplifier zero-drift terbaru seperti rangkaian amplifier zero-drift ADA4522 menggunakan offset yang dipatenkan & sirkuit loop koreksi riak untuk mengurangi artefak switching.

Memotong juga digunakan untuk ADC & amplifier instrumentasi . Memotong digunakan untuk menghilangkan kebisingan ini di perangkat yang berbeda seperti AD8237 true rail-to-rail, AD7124-4 low noise & low power, penguat instrumentasi zero-drift, 24-bit Σ-Δ ADC, 32-bit Σ-Δ ADC , kebisingan ultralow AD7177-2, dll.

Salah satu kelemahan utama menggunakan modulasi gelombang persegi adalah gelombang ini memiliki berbagai harmonik. Jadi, noise pada setiap harmonik akan didemodulasi ke dc kembali. Alih-alih ini, jika kita menggunakan modulasi gelombang sinus, maka ini jauh lebih rentan terhadap kebisingan & dapat meningkatkan sinyal yang sangat kecil dalam kebisingan besar jika tidak ada gangguan. Jadi pendekatan ini digunakan melalui amplifier yang terkunci.

Perbedaan antara Kebisingan Termal dan Kebisingan Flicker

Perbedaan antara derau termal dan derau kedip dibahas di bawah ini.

Kebisingan Termal	Kebisingan berkedip
Kebisingan yang dihasilkan oleh agitasi termal elektron dalam konduktor listrik pada kesetimbangan dikenal sebagai kebisingan termal.	Kebisingan yang disebabkan oleh pembawa muatan yang terperangkap & dilepaskan secara acak antara dua antarmuka material dikenal sebagai kebisingan kedipan.
Kebisingan ini juga dikenal sebagai kebisingan Johnson, kebisingan Nyquist, atau kebisingan Johnson-Nyquist.	Kebisingan ini juga dikenal sebagai kebisingan 1/f.
Kebisingan termal selalu terjadi ketika arus mengalir ke seluruh resistor. “Manakah dari berikut ini yang termasuk jenis biometrik? ”	Kebisingan ini biasanya terjadi pada semikonduktor yang digunakan dalam penguat instrumentasi untuk merekam berbagai sinyal listrik.
Intensitas kebisingan termal akan berkurang dengan komponen resistansi parasit yang lebih rendah.	Intensitas noise ini akan dikurangi melalui metode stabilisasi chopper atau chopper, dimanapun tegangan offset amplifier diturunkan.
Derau termal dapat dihilangkan dengan menormalkan sinyal backscatter dalam gambar SAR lengkap, yang diperlukan untuk penggunaan data SAR kuantitatif & kualitatif.	Kebisingan ini dapat dihilangkan dengan teknik yang berbeda seperti eksitasi & pemotongan ac.

Apa itu Kebisingan Flicker di MOSFET?

MOSFET memiliki frekuensi cut-off (fc) yang tinggi seperti rentang GHz BJT & JFET memiliki frekuensi cut-off yang lebih rendah seperti 1 kHz. Secara umum, JFET pada frekuensi rendah menunjukkan lebih banyak noise dibandingkan dengan BJT & mereka dapat memiliki 'fc' tinggi seperti beberapa kHz dan tidak disukai untuk noise flicker.

Keuntungan dan kerugian

Itu keuntungan kebisingan berkedip termasuk berikut ini.

Ini adalah kebisingan frekuensi rendah jadi, jika frekuensi meningkat maka kebisingan ini akan berkurang.
Ini adalah kebisingan yang melekat dalam perangkat semikonduktor yang terkait dengan prosedur pembuatan & fisika perangkat.
Efek yang diamati biasanya pada frekuensi rendah dalam komponen elektronik.

Itu kerugian kebisingan berkedip termasuk berikut ini.

Dalam rantai sinyal DC presisi apa pun, kebisingan ini dapat membatasi kinerja.
Tingkat kebisingan keseluruhan dapat ditingkatkan di atas tingkat kebisingan termal di semua jenis resistor.
Itu tergantung frekuensi.

Aplikasi

Itu aplikasi dari flicker nois e meliputi berikut ini.

Kebisingan ini ditemukan di beberapa perangkat pasif & semua komponen elektronik aktif.
Fenomena ini biasanya terjadi dalam semikonduktor yang terutama digunakan untuk merekam sinyal listrik dalam amplifier instrumentasi.
Kebisingan dalam BJT ini menentukan batasan penguatan perangkat.
Kebisingan ini terjadi pada resistor komposisi karbon.
Umumnya, noise ini terjadi pada perangkat aktif karena muatannya membawa perilaku acak.

Q). Mengapa Kebisingan Flicker Dianggap Berwarna Merah Muda?

Pink noise juga disebut flicker noise karena kerapatan daya spektralnya berkurang 3 dB per oktaf. Jadi, kekuatan band pink noise berbanding terbalik dengan frekuensi. Ketika frekuensinya lebih tinggi, maka dayanya lebih rendah.

T), Bagaimana cara menghilangkan Flickering Noise?

Kebisingan ini dapat dikurangi secara efisien melalui teknik stabilisasi chopper di mana tegangan offset amplifier dikurangi.

Q). Bagaimana Flicker Noise Diukur?

Pengukuran derau kedip dalam arus atau tegangan dapat dilakukan dengan cara yang serupa dengan jenis pengukuran derau lainnya. Instrumen penganalisis spektrum pengambilan sampel mengambil sampel waktu terbatas dari derau & menghitung transformasi Fourier melalui algoritme FFT. Instrumen ini tidak bekerja pada frekuensi rendah untuk sepenuhnya mengukur kebisingan ini. Jadi, instrumen pengambilan sampel bersifat broadband & memiliki noise tinggi. Ini dapat mengurangi kebisingan dengan menggunakan beberapa jejak sampel & meratakannya. Instrumen penganalisis spektrum tipe konvensional masih memiliki SNR yang unggul karena perolehan pita sempitnya.

Jadi, ini gambaran umum tentang kebisingan kedipan – bekerja dengan aplikasi. Ciri-ciri dari flicker noise adalah; Kebisingan ini meningkat ketika frekuensi berkurang, kebisingan ini dikaitkan dengan arus DC di dalam perangkat elektronik dan mencakup konten daya yang sama di setiap oktaf. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu white noise?