Mayroong iba't ibang pinagmumulan ng ingay sa isang op-amp ( amplifier ng pagpapatakbo ) ngunit ang pinaka mahiwagang pinagmumulan ng ingay ay ang ingay ng kurap. Ito ay sanhi ng mga iregularidad sa loob ng conduction lane at ingay dahil sa mga bias na alon sa mga transistor. Ang ingay na ito ay tumataas nang pabalik-balik sa pamamagitan ng dalas, kaya ito ay madalas na tinatawag na 1/f ingay. Ang ingay na ito ay naroroon pa rin sa mas mataas na mga frequency; gayunpaman, ang ibang mga pinagmumulan ng ingay sa op-amp ay nagsisimulang kontrolin, na sumasalungat sa 1/f na mga epekto ng ingay. Ang ingay na ito ay makakaapekto sa lahat ng electronics tulad ng pagpapatakbo mga amplifier ngunit, ang pinagmumulan ng ingay na ito ay walang mga limitasyon sa loob ng mga low-frequency na data acquisition system. Upang maibigay ang pinakamahusay na pagganap ng dc tulad ng mababang offset drift at mababang paunang offset, ang mga zero-drift na amplifier ay mayroon ding karagdagang benepisyo upang maalis ang ingay ng flicker, na napakahalaga para sa mga low-frequency na application. Tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng ingay ng kurap -nagtatrabaho at mga aplikasyon nito.

Ano ang Flicker Noise/Flicker Noise Definition?

Ang flicker noise o 1/f noise ay isang uri ng electronic noise na nangyayari lang sa halos lahat ng electronic device at maaaring may iba't ibang epekto tulad ng mga impurities sa loob ng conductive channel, generation at recombination noise sa loob ng transistor dahil sa base current. Ang ingay na ito ay madalas na tinatawag na pink noise o 1/f noise. Ang ingay na ito ay pangunahing nangyayari sa lahat ng mga elektronikong aparato at ito ay may iba't ibang dahilan bagaman ang mga ito ay karaniwang nauugnay sa direktang daloy ng kasalukuyang. Ito ay makabuluhan sa maraming elektronikong larangan at ito ay makabuluhan sa mga oscillator na ginagamit bilang RF source.

Ang ingay na ito ay kilala rin bilang low-frequency noise dahil ang power spectral density ng ingay na ito ay tataas kapag ang frequency ay tumaas. Ang ingay na ito ay maaaring maobserbahan nang normal sa ibaba ng ilang KHz. Ang flicker noise bandwidth ay mula 10 MHz hanggang 10 Hz.

Flicker Noise Equation

Ang ingay ng flicker ay nangyayari lamang sa halos lahat ng mga elektronikong sangkap. Kaya't ang ingay na ito ay binanggit kaugnay ng mga semiconductor device tulad ng mga transistor at partikular MOSFET mga device. Ang ingay na ito ay maaaring ipahayag bilang

S(f) = K/f

Prinsipyo sa Paggawa ng Flicker Noise

Gumagana ang flicker noise sa pamamagitan ng pagtaas ng pangkalahatang antas ng ingay sa itaas ng antas ng thermal noise, na nasa lahat ng resistors. Ang ingay na ito ay matatagpuan lamang sa makapal na pelikula at mga resistor ng carbon-composition , kung saan man ito kilala bilang labis na ingay, Sa kabaligtaran, ang mga resistor ng wire-wound ay may pinakamaliit na dami ng ingay ng flicker.

Ang ingay na ito ay maaaring sanhi ng mga charge carrier na nakulong at inilabas nang random sa pagitan ng mga interface ng dalawang materyales. Kaya ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari nang normal sa mga semiconductor na ginagamit sa mga instrumentation amplifier para sa pagtatala ng mga de-koryenteng signal.

“ano ang isang mux circuit ”

Ang ingay na ito ay proporsyonal lamang sa kabaligtaran ng dalas. Sa maraming application tulad ng mga RF oscillator, maraming rehiyon kung saan nangingibabaw ang ingay at iba pang rehiyon kung saan nangingibabaw ang puting ingay mula sa mga pinagmumulan tulad ng shot noise at thermal noise. Sa pangkalahatan, ang ingay na ito sa mababang frequency ay nangingibabaw sa isang maayos na idinisenyong sistema.

Pag-aalis ng 1/F Ingay

Sa pangkalahatan, ang pagpuputol o Chopper Ang pamamaraan ng pagpapapanatag ay ginagamit para sa pagbabawas ng offset na boltahe ng amplifier. Ngunit, dahil ang ingay ng flicker ay malapit sa DC low-frequency na ingay, kung gayon ito ay nababawasan din nang mahusay sa pamamagitan ng paggamit ng diskarteng ito. Gumagana lang ang teknik na ito sa pamamagitan ng pagpuputol o pagpapalit-palit ng mga signal ng i/p sa yugto ng i/p at pagkatapos nito ay muling pinuputol ang mga signal sa yugto ng o/p. Kaya ito ay katumbas ng modulasyon na may parisukat na alon.

ADA4522-2 Block Diagram para sa Flicker Noise

Sa itaas na ADA4522 block diagram, ang signal ng i/p ay maaaring simpleng i-modulate sa chopping frequency sa CHOP_SA yugto. Ang signal ng i/p sa CHOP_LABAS ang yugto ay sabay-sabay na na-demodulate pabalik sa paunang frequency nito at kasabay nito, ang ingay ng flicker at offset ng amplifier i/p stage ay simpleng modulated sa chopping frequency.

Bilang karagdagan sa pagpapababa sa orihinal na offset na boltahe, ang pagbabago sa loob ng offset at common-mode na boltahe ay nababawasan, na nagbibigay ng napakahusay na DC linearity at mataas na CMRR (common-mode rejection ratio). Binabawasan din ng pagpuputol ang offset na pag-anod ng boltahe at temperatura, dahil sa kadahilanang ito, ang amplifier na gumagamit ng pagpuputol ay madalas na tinatawag na mga zero-drift amplifiers. Dito, isang pangunahing bagay na kailangan nating isaalang-alang iyon ay, ang mga zero-drift amplifiers ay nag-aalis ng flicker noise ng amplifier lamang. Anumang ingay ng flicker mula sa iba't ibang pinagmulan tulad ng sensor ay dadaan sa hindi nagbabago.

Ang trade-off na ginagamit para sa pagpuputol ay ang pag-set up ng paglipat ng mga artifact sa output at pagpapahusay sa kasalukuyang bias ng input. Sa output ng amplifier, makikita ang ripple at Glitches kapag tiningnan sa isang oscilloscope at ang mga spike ng ingay ay makikita sa spectral density ng ingay kapag tiningnan gamit ang spectrum analyzer. Mula sa mga analog na device, ang pinakabagong zero-drift amplifiers tulad ng ADA4522 zero-drift amplifier family ay gumagamit ng patented offset at ripple correction loop circuit para bawasan ang paglipat ng mga artifact.

Ginagamit din ang pagpuputol para sa mga ADC at mga instrumentation amplifier . Ginagamit ang pagpuputol para alisin ang ingay na ito sa iba't ibang device tulad ng AD8237 true rail-to-rail, AD7124-4 low noise & low power, zero-drift instrumentation amplifier, 24-bit Σ-Δ ADC, 32-bit Σ-Δ ADC , AD7177-2 ultralow na ingay, atbp.

Ang isang pangunahing disbentaha ng paggamit ng square wave modulation ay ang mga wave na ito ay may iba't ibang harmonics. Kaya, ang ingay sa bawat harmonic ay demodulate sa dc pabalik. Sa halip na ito, kung gagamit tayo ng sine wave modulation, kung gayon ito ay mas mahina sa ingay at maaaring mapabuti ang napakaliit na signal sa malaking ingay kung hindi man ay interference presence. Kaya ang diskarte na ito ay ginagamit sa pamamagitan ng lock-in amplifier.

Pagkakaiba sa pagitan ng Thermal Noise at Flicker Noise

Ang pagkakaiba sa pagitan ng thermal noise at flicker noise ay tinatalakay sa ibaba.

Thermal Ingay	Flicker Ingay
Ang ingay na nabuo sa pamamagitan ng thermal agitation ng mga electron sa isang electrical conductor sa equilibrium ay kilala bilang thermal noise.	Ang ingay na dulot ng random na nakulong at inilabas na mga carrier ng singil sa pagitan ng mga interface ng dalawang materyal ay kilala bilang flicker noise.
Ang ingay na ito ay kilala rin bilang Johnson noise, Nyquist noise, o Johnson-Nyquist noise.	Ang ingay na ito ay kilala rin bilang 1/f noise.
Ang thermal ingay ay palaging nangyayari kapag ang kasalukuyang daloy sa buong risistor.	Ang ingay na ito ay karaniwang nangyayari sa mga semiconductor na ginagamit sa isang instrumentation amplifier upang mag-record ng iba't ibang mga electrical signal.
Ang intensity ng thermal noise ay mababawasan ng mas mababang mga bahagi ng parasitic resistance.	Ang intensity ng ingay na ito ay mababawasan sa pamamagitan ng chopper o chopper stabilization method, kung saan man bumaba ang offset na boltahe ng amplifier.
Maaaring alisin ang thermal noise sa pamamagitan ng pag-normalize ng backscatter signal sa kumpletong SAR image, na kinakailangan para sa parehong quantitative at qualitative na paggamit ng SAR data.	Maaaring alisin ang ingay na ito gamit ang iba't ibang pamamaraan tulad ng ac excitation at chopping.

Ano ang Flicker Noise sa MOSFET?

Ang mga MOSFET ay may mataas na cut-off frequency (fc) tulad ng GHz range samantalang Mga BJT & JFETs ay may mas mababang cut-off frequency tulad ng 1 kHz. Sa pangkalahatan, ang mga JFET sa mababang frequency ay nagpapakita ng mas maraming ingay kumpara sa mga BJT at maaari silang magkaroon ng mataas na 'fc' tulad ng ilang kHz at hindi mas gusto para sa ingay ng flicker.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang bentahe ng ingay ng flicker isama ang mga sumusunod.

Ito ay isang mababang dalas ng ingay kaya, kung ang dalas ay tumaas, ang ingay na ito ay mababawasan.
Ito ay isang likas na ingay sa loob ng mga aparatong semiconductor na nauugnay sa pamamaraan ng pagmamanupaktura at pisika ng mga aparato.
Ang mga epekto ay karaniwang sinusunod sa mababang frequency sa loob ng mga elektronikong sangkap.

Ang disadvantages ng flicker noise isama ang mga sumusunod.

Sa anumang precision DC signal chain, ang ingay na ito ay maaaring limitahan ang pagganap.
Ang kabuuang antas ng ingay ay maaaring tumaas sa antas ng thermal noise sa lahat ng uri ng resistors.
Ito ay nakadepende sa dalas.

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng ingay ng flicker e isama ang mga sumusunod.

Ang ingay na ito ay makikita sa ilang mga passive device at lahat ng aktibong electronic na bahagi.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay karaniwang nangyayari sa loob ng mga semiconductor na pangunahing ginagamit upang mag-record ng mga de-koryenteng signal sa mga instrumentation amplifier.
Tinutukoy ng ingay na ito sa mga BJT ang pagpapalakas ng mga limitasyon ng device.
Ang ingay na ito ay nangyayari sa mga resistor ng komposisyon ng carbon.
Sa pangkalahatan, ang ingay na ito ay nangyayari sa mga aktibong device dahil ang singil ay nagdadala ng random na pag-uugali.

Q). Bakit Itinuturing na Pink ang Flicker Noise?

Ang pink na ingay ay tinatawag ding flicker noise dahil ang spectral power density nito ay bumababa ng 3 dB kada octave. Kaya, ang kapangyarihan ng pink na ingay na banda ay inversely proportional sa dalas. Kapag mas mataas ang dalas, mas mababa ang kapangyarihan.

Q), Paano ko maaalis ang Flickering Noise?

Ang ingay na ito ay mahusay na mababawasan sa pamamagitan ng chopper stabilization technique kung saan ang offset na boltahe ng amplifier ay nababawasan.

Q). Paano Sinusukat ang Flicker Noise?

Ang pagsukat ng ingay ng flicker sa kasalukuyang o boltahe ay maaaring gawin nang katulad ng iba pang mga uri ng pagsukat ng ingay. Ang sampling spectrum analyzer instrument ay kumukuha ng finite-time na sample mula sa ingay at kinakalkula ang Fourier transform sa pamamagitan ng FFT algorithm. Ang mga instrumentong ito ay hindi gumagana sa mababang frequency upang ganap na masukat ang ingay na ito. Kaya, ang mga sampling instrument ay broadband at may mataas na ingay. Maaaring bawasan ng mga ito ang ingay sa pamamagitan ng paggamit ng maraming sample na bakas at pag-a-average ng mga ito. Ang mga instrumento ng conventional-type spectrum analyzer ay mayroon pa ring superyor na SNR dahil sa kanilang narrow-band acquisition.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng ingay ng flicker – nagtatrabaho sa mga application. Ang mga katangian ng ingay ng flicker ay; tumataas ang ingay na ito kapag bumababa ang frequency, nauugnay ang ingay na ito sa isang DC current sa loob ng mga electronic device at kasama nito ang parehong power content sa bawat octave. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang white noise?