1 / f ruído, é limitado?

Basicamente, minha pergunta é:

Duvido que a densidade do ruído chegue ao infinito porque podemos atingir o limite f → 0 em qualquer circuito DC em contraste com o limite f → ∞ (que é uma idealização porque todo o circuito se comporta como uma passagem baixa por f suficiente).

Se a densidade do ruído é limitada, em que f, e como se deteriora?

Em frequências mais baixas, eventos menos comuns tornam-se parte do sinal, em escalas de segundos, batidas e passos em uma escala de semanas, há tempestades elétricas, em uma escala de meses, há efeitos sazonais, em uma escala de anos de terremotos etc.

$2.3\times10^{−18}Hz$

$Does ~f ~go \to 1/\infty ?$

$\dfrac{1V}{\sqrt{Hz}} @10^{-14} Hz$ é igual a .... espere por isso

= 31.709,8 séculos .. agora isso é um pouco de cintilação, mas que século?

Essa é a probabilidade de uma onda gama atingir elétrons fora de órbita?

No áudio, é chamado de "ruído rosa" e existe em toda parte na natureza.

A verdadeira causa não é conhecida , mas existe enquanto você a mede até os últimos 60 anos, como foi feito.

O que os cientistas na China sabem é que, a origem do ruído 1 / f é a interação entre o sistema e o efeito aleatório.

Nos tamanhos de partículas de poeira, vemos o mesmo histograma de qtd vs tamanho se igualarmos a frequência de ocorrência de partículas de poeira em um volume unitário. Quão pequenos eles podem ir? somente os físicos de partículas podem responder a isso e continuam encontrando pequenas partículas com mais energia necessária para encontrá-las.

1 M.Keshner ， 1 / f noise ， procedimentos do IEEE, 70 (1982), pg212-218
[2] B.Mendlebrot e R.Voss, Noise in Physical System e 1 / f Noise,
Elsevier Science, 1983, ch . Por que o Fractal e quando deve emitir ruídos ao escalar ?, pg31-39
[3] RFVoss e J.Clarke, 1 / f Ruído na música e na fala, Nature, 258 (1975), pg31-38
[4] BBManderbrot 1 / f espectro, abreviação entre corrente direta e ruído branco, IEEE Transaction on Information Theory, IT-13 (1967), pg289-298 [5] BBManderbrot e JWVNess, movimentos browinianos fracionários, ruídos fracionários e aplicação, Siam Review, 10 ( 1968), pg422-437
[6] V.Solo, Funções aleatórias intrínsecas e o paradoxo dos ruídos de 1 / f, SIAM Journal of aplicada Matemática, 52 (1992), pg270-291
[7] XCZhu e Y.Yao, O ruído de baixa frequência dos fotocondutores HgCdTe, Infrared Research, 8 (1989) 5, pg375-380. (em chinês)
[8] MKYu, FSLiu, teoria do ruído 1/1 do ruído 1/1, Physics Acta, 32 (1983) 5, pg593-606, (em chinês)
[9] J.Clark e G.Hawking, Phys. Rev. B14 (1974) 2862
[10] J.Kurkijarvi, Phys. Rev. B6 (1972) 832
[11] 树 分数 树, 地震 结, 地震 出版社, 1994, pg63-65
[12] Xu Shenglong, 1 / f exploração de ruído, Technical Acoustics, 1997, pg63-67
[13] Xu Shenglong, Dinâmica estatística do ruído 1 / f, Infrared Technology, 25 (2003), pg63-67
[14] Xu Shenglong, Re-estudo da dinâmica estatística do ruído 1 / f, China Measurement Technology, 33 (2007), pg79- 83
[15] W Peijun, The Low Frequency 1 ／ f Noise Voltage of the Ti Film Microbridge, REVISTA CHINESA DE FÍSICA DE BAIXA TEMPERATURA, 16 (1994), pg350-353

Depois de ler o Journal of Solid State Circuits por décadas, em que as várias causas de ruído de todas as formas são uma discussão crucial para o desempenho do loop de fase bloqueada, fornecerei algumas lembranças de uma apresentação da ATT ou da IBM na ISSCC anual (conferência). ) aproximadamente 2005.

Existem várias cargas retidas na superfície do cristal e também enterradas dentro do cristal em várias "deslocações" não cúbicas não ideais, onde várias regiões perfeitas se encontram em padrões atômicos imperfeitos.

Essas cargas retidas têm tempos de relaxamento, dos microssegundos aos segundos (e talvez mais). Assim, à medida que os elétrons individuais escapam desses pequenos locais de armazenamento, vemos pequenos impulsos. Os sistemas de medição de largura de banda finita, ou nossos circuitos, completam esses impulsos em "ruído".

E, à medida que as polaridades do sinal se invertem, as cargas voltam para essas armadilhas, novamente na forma de pequenos impulsos.

Aparentemente, existem mais armadilhas de carga nos períodos de relaxamento de duração muito longa, e obtemos mais energia nas frequências mais baixas.

Superfícies de silicone mais limpas reduzem o ruído 1 / F.

E bocha de silício (as enormes bestas quase puras de 12 "por 24" fornecidas por refinarias de zona) com menos deslocamentos internos reduz o ruído 1 / F.

É a linha vermelha. Não é o verde.

Eu gosto de pensar no ruído 1 / f como ruído térmico, e o calor se movendo em diferentes partes de uma matriz de silício (ou transistor). Se você já assistiu brasas brilhantes em um incêndio, pode ser análogo àquelas flutuações de temperatura, mas em uma escala diferente (pelo menos é assim que penso em 1 / f de ruído).

Não há como realmente saber aqui o que a AOE ( Arte da eletrônica 3ª edição de Horowitz e Hill) diz:

Você costuma ouvir falar sobre a potência do ruído de baixa frequência em conformidade com uma “lei 1 / f”, como se houvesse algum requisito legal envolvido. Você pode inicialmente pensar que isso não pode ser verdade, porque (você diz a si mesmo) um espectro de potência de 1 / f não pode continuar para sempre, pois implicaria amplitude de ruído ilimitada. Se você esperasse o suficiente, a tensão de compensação de entrada (ou corrente de entrada, neste caso) ficaria ilimitada. De fato, a mitologia popular de uma catástrofe de ruído de baixa frequência (da qual seu pensamento seria vítima) é sem mérito: mesmo que a densidade da potência sonora continue em 1 / f até a frequência zero, sua potência sonora total (isto é, a integral da densidade de potência do ruído) diverge apenas logaritmicamente, dado que$\int f^{−1}df = \log f$. Para colocar alguns números, a potência total do ruído em um espectro puro de 1 / f entre 1 microhertz e 10 Hz é apenas 3,5 vezes maior do que entre 0,1 Hz e 10 Hz; diminuindo outras seis décadas (para 10 a 12 Hz), a proporção correspondente cresce apenas para 6,5. Em outras palavras, a potência total de ruído de 1 / f, chegando a uma frequência recíproca de 32.000 anos (quando os neandertais ainda vagavam pelo planeta, e não havia amplificadores operacionais), é apenas seis vezes maior do que o da folha de dados usual de 0,1 a 10 Hz "ruído de baixa frequência". Tanta coisa para catástrofes. Para descobrir se o ruído de baixa frequência dos opamps reais continua em conformidade com um espectro de 1 / f, medimos o espectro de ruído atual de um op-amp LT1012 até 0,5 milihertz, 130 com o resultado da Figura 8.107. Como observamos acima, esse amplificador operacional é incomum, pois sua densidade de ruído atual aumenta mais rapidamente do que o usual 1 / √f (ruído rosa) por uma década em torno de 1Hz; mas, mesmo assim, volta ao ruído canônico cor-de-rosa e, finalmente, torna-se algo mais próximo do "branco pálido" (f −1/4 ou mais lento). Você pode concluir que isso demonstra a natureza não física do comportamento 1 / f até zero. Mas há outra explicação possível, a saber, que esse opamp é afetado por um leve ruído de explosão. Isso seria consistente com a inclinação "mais rápida que o rosa" em torno de 1Hz (lembre-se do espectro de ruído de explosão na Figura 8.6) e também levaria você a atribuir incorretamente uma inclinação "mais lenta que o rosa" na baixa frequência final do espectro na Figura 8.107.

Fonte: Arte da eletrônica Fonte: Arte da eletrônica

O gráfico mais interessante para mim é o 8.106, que mostra uma série temporal de um amplificador de baixo ruído com filtragem diferente. O maior ruído de amplitude é 100Hz-1kHz e, em seguida, 0,1-1Hz. Se esse gráfico continuasse com 0,01-0,1Hz, provavelmente não aumentaria muito (e esse teste não foi executado porque demorou muito tempo ou o filtro seria difícil de construir. Mas faça um experimento mental, faça o 0,1Hz -1Hz e empilhá-lo de ponta a ponta algumas vezes.A amplitude não aumentaria, mas você apenas aumentaria o tempo; portanto, se você fizesse uma FFT, não veria a amplitude aumentar e, em algum momento, ela volta a DC qual seria um valor em torno de 0. Por que zero? porque é aí que está o valor médio do ruído.

Na minha linha de trabalho, executei FFTs na escala de meses (não tenho nenhum em mãos), mas eles se achatam e não aumentam para sempre.

Uma segunda coisa a observar é que você terá muitas outras fontes de ruído na escala de meia hora a dias, e estará entrando no resm do ruído de temperatura. Os aparelhos de ar condicionado, o ciclo diurno, o clima e a pressão começam a efetuar medições de baixo nível.