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Instrumentação Eletrônica Aula #11Sinais : Ruído.Prof. José Américo MouraJuazeiro ago 11,2017 1 Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica

Instrumentação Eletrônica Ruído : Tipos  Existem basicamente 05 tipos de ruído em circuitos eletrônicos:  shot noise  1/f - flicker noise  ruído térmico  burst noise  ruído de avalanche Em um circuito alguns ou todos os ruídos acima podem estarpresentes. Não é possível , em geral, separar seus efeitos, muitoembora conhecendo as causas o projetista pode minimizá-los.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 2

Instrumentação Eletrônica Ruído : Shot noise  Abreviação para Schottky  É às vezes chamado de ruído quântico. Ocorre devido a flutuações quânticas devido anatureza discreta das cargas CARACTERÍSTICAS : está associado a corrente elétrica, cessando esta oruído cessa. independe da temperatura tem o espectro plano (flat) está presente em qualquer condutor e não somenteem semicondutores, isto devido a defeitos eimpurezas. Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 3

Instrumentação Eletrônica Ruído : Shot noise  A corrente de ruído Schottky é dada por: sendo : q : carga do elétron ICC : corrente média Io : corrente de saturação reversa B : banda passanteProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 4

Instrumentação Eletrônica Ruído : Relação sinal-ruído SNR SNRdB  Exemplo 1: Para um diodo diretamente polarizado calcule a corrente e a tensão de ruído , este último também em dBV . Assuma Icc = 1 mA @ 298 K.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 5

Instrumentação Eletrônica Ruído : Flicker (1/f) Não tem origem explicada Está presente em muitos processos naturais eartificiais Está presente em dispositivos ativos e passivos. Pode estar relacionado a imperfeições na estruturacristalina. CARACTERÍSTICAS : aumenta com a diminuição da frequência. está associado a componente c.c nos componenteseletrônicos. tem a mesma relação de potência em cada oitavaou década.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 6

Instrumentação Eletrônica Ruído : Flicker (1/f)  Seu valor rms é dado por: É encontrado principalmente em resistores de carbono,geralmente chamado de ruído de excesso. Diminuindo a corrente c.c o ruído será dominado pelo reuídotérmico.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 7

Instrumentação Eletrônica Ruído : Flicker (1/f) ruído de excesso típico para vários resistores por Volt aplicadoao dispositivo em uma década de frequência.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 8

Instrumentação Eletrônica Ruído : Flicker (1/f)  ruídos (1/f )nProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 9

Instrumentação Eletrônica Ruído : Flicker (1/f)  Reduzindo o 1/f em circuitos ampOpProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 10

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Também chamado de ruído branco ou Johnson- Nyquist.  É gerado pela agitação térmica dos elétrons no condutor.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 11

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  É um processo gaussiano.  Assim como o ruído shot ele tem PSD uniforme.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 12

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Em frequências menores que 100 MHz podemos utilizar a relação de Nyquist.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 13

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Modelo de ruído para o resistorProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 14

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Máxima potência de ruído transferidaProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 15

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Valores típicos da PMAXProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 16

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Banda Equivalente de Ruído (ENBW or NBW)  O ruído entrando em um sistema com função de transferência H(s), será modificado por esta.  Analisando para uma entrada de ruído branco, é interessante expressar a F.T por um filtro abrupto (brickwall) que produz a mesma potência para uma banda ΔfProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 17

Instrumentação Eletrônica Ruído : TérmicoProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 18

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Para filtros P.B (H(S)) de ordens superiores os NBV são os seguintes: Para ordens maiores o fator multiplicativo é muito próximo de 1.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 19

Instrumentação Eletrônica Ruído : Térmico  Modelo de ruído para o capacitor – Ruído KTC.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 20

Instrumentação Eletrônica Ruído : Avalanche  Ocorre em junções PN operando próxima à zona de avalanche (breakdown). The avalanche noise can be removed using simple capacitor based filter or smoothing networks. O ruído de avalanche pode ser removido usandoum filtro capacitivo simples.Prof. José Américo Moura – Eng. Elétrica 21

FIMProf. José Américo Moura – Eng. Elétrica 22