Войти
Фликкер-шум - это тип электронного шума со спектральной плотностью мощности 1 / f . Поэтому его часто называют 1 / f-шум или розовый шум, хотя эти термины имеют более широкие определения. Он встречается почти во всех электронных устройствах и может проявляться с множеством других эффектов, таких как примеси в проводящем канале, генерация и рекомбинационный шум в транзисторе за счет тока базы и тд.
1 / f-шум в токе или напряжении обычно связан с постоянным током, поскольку колебания сопротивления преобразуются в колебания напряжения или тока по закону Ома. В резисторах также есть 1 / f-составляющая, через которую нет постоянного тока, вероятно, из-за колебаний температуры, модулирующих сопротивление. Этот эффект отсутствует в манганине, так как он имеет незначительный температурный коэффициент сопротивления.
В электронных устройствах он проявляется как низкочастотное явление, поскольку более высокие частоты затмеваются белый шум из других источников. Однако в генераторах низкочастотный шум может быть смешан до частот, близких к несущей, что приводит к фазовому шуму генератора .
Фликкер-шум часто характеризуется угловой частотой fcмежду областью, в которой преобладает низкочастотный фликкер-шум, и высокочастотным шумом "плоской полосы". МОП-транзисторы имеют более высокое значение f c (может быть в диапазоне ГГц), чем полевые транзисторы или биполярные транзисторы, которое обычно ниже 2 kHz для последнего.
Обычно он имеет распределение Гаусса и обратимо во времени. Он генерируется линейным механизмом в резисторах и полевых транзисторах, но нелинейным механизмом в BJT и диодах.
. Мощность напряжения фликкер-шума в полевых МОП-транзисторах часто составляет моделируется как 
Фликкер-шум обнаруживается в резисторах из углеродной композиции и в толстопленочных резисторах, где он называется избыточным шумом, поскольку он увеличивает общий уровень шума выше уровня теплового шума, который присутствует во всех резисторах. Напротив, резисторы с проволочной обмоткой имеют наименьшее количество фликкер-шума. Поскольку фликкер-шум связан с уровнем DC, если ток остается низким, тепловой шум будет преобладающим эффектом в резисторе, а тип используемого резистора может не влиять на уровни шума, в зависимости от частотное окно.
Измерение спектра шума 1 / f по напряжению или току выполняется так же, как и измерение других типов шумов. Анализаторы спектра выборки берут выборку за конечное время из шума и вычисляют преобразование Фурье с помощью алгоритма FFT. Затем, после вычисления квадрата абсолютного значения спектра Фурье, они вычисляют его среднее значение, повторяя этот процесс выборки достаточно большое количество раз. Результирующая диаграмма пропорциональна спектру плотности мощности измеренного шума. Затем он нормируется на длительность выборки за конечное время, а также на числовую константу порядка 1, чтобы получить ее точное значение. Эта процедура дает правильные спектральные данные только глубоко в пределах частотного окна, определяемого обратной величиной длительности конечной временной выборки (низкочастотный конец) и цифровой частоты дискретизации шума (высокочастотный конец). Таким образом, верхняя и нижняя половины полученного спектра плотности мощности обычно исключаются из спектра. Обычные анализаторы спектра, которые охватывают сигнал узкой фильтрованной полосой, имеют хорошее отношение сигнал / шум (SNR), поскольку они являются узкополосными приборами. К сожалению, эти инструменты не работают на достаточно низких частотах, чтобы полностью измерить фликкер-шум. Инструменты отбора проб являются широкополосными и, следовательно, имеют высокий уровень шума. Они уменьшают шум, беря несколько кривых отсчетов и усредняя их. Обычные анализаторы спектра по-прежнему имеют лучшее соотношение сигнал / шум из-за их узкополосного захвата.
Для измерений постоянного тока 1 / f-шум может быть особенно проблематичным, поскольку он очень важен на низких частотах, стремясь к бесконечности при интегрировании / усреднении на постоянном токе. На очень низких частотах можно думать, что шум становится дрейфом, хотя механизмы, вызывающие дрейф, обычно отличаются от фликкер-шума.
Один из эффективных методов заключается в перемещении интересующего сигнала на более высокую частоту и использовании фазочувствительного детектора для его измерения. Например, интересующий сигнал может быть прерван с частотой. Теперь сигнальная цепочка передает сигнал переменного, а не постоянного тока. Каскады со связью по переменному току отфильтровывают составляющую постоянного тока; это также ослабляет мерцающий шум. синхронный детектор, который измеряет пики сигнала переменного тока, которые эквивалентны исходному значению постоянного тока. Другими словами, сначала низкочастотный сигнал сдвигается на высокую частоту путем умножения его на высокочастотную несущую, и он передается устройству, на которое воздействует фликкер-шум. Выходной сигнал устройства снова умножается на ту же несущую, поэтому предыдущий информационный сигнал возвращается в основную полосу частот, а фликкер-шум будет сдвинут на более высокую частоту, которую можно легко отфильтровать.
