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Ruido térmico de RF: ruido de Johnson-Nyquist

Ruido térmico de RF: ruido de Johnson-Nyquist


El ruido térmico siempre está presente en los circuitos electrónicos y es una de las principales fuentes de ruido.

En los circuitos de RF, a menudo es un parámetro crítico, especialmente para los circuitos del receptor frontal donde es un parámetro de diseño clave.

Conceptos básicos sobre el ruido térmico

Se hace referencia al ruido térmico utilizando una variedad de nombres. El ruido térmico es el más utilizado, pero también puede denominarse ruido de Johnson-Nyquist, ruido de Johnson o ruido de Nyquist. Este ruido ganó varios nombres porque este ruido fue detectado y medido por primera vez por John B. Johnson en 1926, y luego explicado por Harry Nyquist: ambos eran Bell Labs y trabajaban juntos.

El ruido térmico se genera como resultado de la agitación térmica de los portadores de carga que son típicamente electrones dentro de un conductor eléctrico. Este ruido térmico en realidad ocurre independientemente del voltaje aplicado porque los portadores de carga vibran como resultado de la temperatura. Esta vibración depende de la temperatura: cuanto mayor es la temperatura, mayor es la agitación y, por lo tanto, el nivel de ruido térmico.

El ruido térmico, al igual que otras formas de ruido, es de naturaleza aleatoria. No es posible predecir la forma de onda y, por lo tanto, no es posible reducir los efectos mediante cancelación u otras técnicas similares.

Ruido térmico en circuitos

El ruido térmico aparece independientemente de la calidad del componente utilizado. El nivel de ruido depende únicamente de la temperatura y el valor de la resistencia.

Por lo tanto, las únicas formas de reducir el contenido de ruido térmico son reducir la temperatura de funcionamiento o reducir el valor de las resistencias en el circuito.

También pueden estar presentes otras formas de ruido, por lo que la elección del tipo de resistencia puede desempeñar un papel en la determinación del nivel de ruido general, ya que los diferentes tipos de ruido se sumarán.

Además de esto, el ruido térmico solo es generado por la parte real de cualquier impedancia, es decir, la resistencia. La parte imaginaria no genera ruido.

El ruido térmico es uno de los principales factores limitantes en varias áreas. En particular, limita la sensibilidad de los receptores de radio porque hay un piso de ruido por debajo del cual no es posible continuar. Algunas técnicas de receptor pueden proporcionar recepción de señal por debajo del piso de ruido, pero la velocidad de datos y otros factores pueden ser limitados. Por lo tanto, es útil poder calcular el ruido para cualquier instancia dada.

Ver el vídeo: ELIMINADOR DE RUÍDO DE 60Hz. Vídeo Aula #294 (Octubre 2020).