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Ruido electrónico y de radiofrecuencia

Ruido electrónico y de radiofrecuencia


El ruido eléctrico y de RF aparece en todos los sistemas electrónicos y de RF en mayor o menor medida, y puede afectar y limitar el rendimiento de muchos sistemas.

El ruido eléctrico y de RF se presenta de muchas formas. Puede generarse de muchas formas y el ruido puede afectar a los circuitos y sistemas electrónicos y de radiofrecuencia, RF.

Como el ruido es aleatorio por naturaleza, no es posible eliminar sus efectos. Una vez que ha entrado en un sistema, no se puede eliminar, aunque en algunos casos se puede reducir mediante el filtrado, aunque esto puede afectar a la señal deseada.

Qué es el ruido de RF: conceptos básicos

Aunque existen muchos tipos diferentes de ruido, hay muchos aspectos del ruido que son comunes en todos los tipos junto con las diversas formas de descripción.

El ruido por su propia definición es aleatorio. Se extiende de diversas formas a lo largo del espectro de frecuencias, aunque no siempre en la misma amplitud. En consecuencia, existen diferentes categorías de ruido según la distribución de frecuencia:

  • Ruido blanco: El ruido blanco es el tipo de ruido que afecta a todas las frecuencias por igual. Se propaga desde la frecuencia cero hacia arriba con una amplitud plana. Obtiene su nombre del hecho de que la luz blanca contiene todos los colores y, por lo tanto, las frecuencias por igual, y el ruido blanco contiene todas las frecuencias de interés por igual.
  • Ruido rosa: El ruido rosa recibe su nombre del hecho de que no tiene una respuesta plana: contiene algunas bandas de frecuencia más que otras. Con ruido rosa, la densidad de potencia disminuye con una frecuencia creciente. Obtiene su nombre porque la luz roja se encuentra en el extremo inferior del espectro de luz: su densidad de potencia está sesgada hacia frecuencias más bajas, al igual que con el ruido rosa donde su densidad de potencia está sesgada hacia las frecuencias más bajas.
  • Ruido de banda limitada: El ruido puede tener su banda de frecuencia limitada por filtros o por el circuito a través del cual pasa.

Efectos del ruido electrónico / RF

El ruido puede tener muchos efectos en un sistema. El ruido de amplitud, es decir, las variaciones de amplitud causadas por el ruido pueden enmascarar una señal o pueden causar errores de datos, aumentando la tasa de errores de bits. Para obtener el mejor rendimiento, obviamente la señal debe ser lo más clara posible del ruido, aunque en muchos casos, existe un retorno óptimo que equilibra un nivel aceptable de errores de datos o una relación señal / ruido con el costo involucrado.

Las formas de ruido basadas en la amplitud tienden a tener más efecto en los sistemas basados ​​en la amplitud, mientras que el ruido de la fluctuación de fase tiende a afectar más a los sistemas de fase modulada.

RF / ruido electrónico: tipos

El ruido de RF, electrónico o de radiofrecuencia, puede generarse de diversas formas mediante diferentes mecanismos. Por consiguiente, el ruido de RF se puede clasificar según la forma en que se genera. Esto ayuda a comprender su origen y cómo se puede minimizar:

  • Ruido de avalancha: Esta es una forma de ruido que se genera cuando un diodo de unión se opera cerca del punto de ruptura de la avalancha. Esto ocurre en las uniones de semiconductores cuando los portadores en un gradiente de alto voltaje desarrollan suficiente energía para desalojar portadores adicionales a través del impacto físico. La corriente generada por esto no es uniforme, ya que está determinada por electrones de alta energía que golpean la red cristalina para generar más pares de electrones huecos. Como resultado, es un proceso muy ruidoso.
  • Ruido de parpadeo, ruido 1 / f: Este tipo de ruido ocurre en casi todos los dispositivos electrónicos. Tiene una variedad de causas, cada una relacionada con el flujo de corriente continua. Tiene un espectro de frecuencia que cae constantemente hacia las frecuencias más altas. . Leer más sobre ruido de parpadeo.
  • Ruido de fase: El ruido de fase es una forma de ruido de RF que es visible en la radiofrecuencia y otras señales. Aparece en forma de fluctuación de fase o perturbaciones en la señal. Estos se manifiestan como bandas laterales que se extienden a ambos lados de la señal o portadora.

    El ruido de fase puede afectar una señal o un sistema de diversas formas. Un área importante es cuando se usa la modulación de fase para transportar información digital. El ruido de fase puede degradar la tasa de errores de bits, ya que el ruido puede interrumpir los cambios de fase que indican el estado de los datos que se transmitirán.

  • Disparo: Esta forma de ruido que surge de las fluctuaciones dependientes del tiempo en la corriente eléctrica. Esto se debe a la naturaleza discreta de las cargas de los electrones. El ruido de disparo es particularmente notable en dispositivos semiconductores, como uniones de túneles, diodos de barrera Schottky y uniones p-n. Leer más sobre disparo.
  • Ruido térmico: Esta forma de ruido, también conocida como ruido de Johnson o Johnson Nyquist, surge como resultado de la agitación térmica de los portadores de carga, típicamente electrones, en un conductor. A medida que aumenta la temperatura y, por tanto, la agitación de los portadores de carga, también aumenta el nivel de ruido.

    Este ruido es una forma principal de ruido que se experimenta en amplificadores de bajo ruido y similares. Para reducirlo, amplificadores de muy alto rendimiento, p. Ej. los utilizados para radioastronomía, etc., han sido operados a muy bajas temperaturas. Las cifras como la temperatura del ruido se utilizan como medida del nivel de este ruido térmico. Leer más sobre Ruido térmico.

  • Ruido de ráfaga: Es una forma de ruido que se encuentra en algunos circuitos donde el funcionamiento del semiconductor da lugar a un impulso brusco. Como resultado del sonido que se escucha en los circuitos de audio, a menudo se lo denomina ruido de palomitas de maíz. Leer más sobre ruido de ráfaga.

El ruido eléctrico o de RF es un atributo clave para cualquier sistema. En muchos casos, puede gobernar todo el rendimiento del sistema. Por ejemplo, el ruido en un receptor de radio limita la sensibilidad de una radio. Además, el ruido de fase en un enlace de comunicaciones de datos moderno que utiliza codificación por desplazamiento de fase o QAM provocará la introducción de errores de datos. En tecnología de cámara, se puede ver el rendimiento de ruido de la cámara, especialmente en condiciones de poca luz. Puede verse que el comportamiento frente al ruido de los equipos electrónicos puede ser de importancia crucial para controlar su rendimiento general.

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