전자공학에서 잡음이란 무엇인가요?
일반적인 잡음 말고요
전자공학에서 잡음이 궁금합니다.
전자공학에서의 잡음에 대해서 답볌 드리겠습니다.
잡음이란 원치않는 여러가지의 신호입니다.
이는 입력장치에 유도되거나 조화관계를 가지지 않아야
합니다.
전기모터 네온사인 전력선 자동차의 점화장치 조명 등과
같은 전기장을 발생하는 장치는 전자회로에 잡음전압을
유도할수 있습니다.
또한 공급전원 리플도 입력신호에는 관련되지 않지만
잡음으로 분류합니다.
전자 소자는 온도에 민감합니다. 전원을 넣으면 필연적으로 가상의 양전하가 실제 전자의 이동방향과 반대 방향으로 도선의 단면을 반드시 통과하기 떄문에 방해 받는 부분이 부딪힘이라는 물리적 충돌로 나타나게 되어 열이나게 됩니다. 특성이라 불리는 재질의 성질을 가진 소자는 온도가 증가하면 일반적으로 막는 성질이 조금 더 강해집니다.
위에서 나타낸 Temperature tolerrence는 온도가 증가하면 잘 막는성질인 저항이 증가 한다는 것을 표현한 것입니다.
R이 0도 일떄 저항값을 알고 있고 거기에 재질 별 온도 증가계수를 알파로 정의할 수 있으며 재질 마다 그 정도가 다릅니다.
주로 ppm/C(도) 로써 단위를 백만분에 1단위로 나타내게 됩니다. 1000ppm/도씨 라고 한다면
1ppm이라면 기존저항인 R0에서 온도1 도당 추가적으로 백만분에 1 만큼 더 저항량이 증가하게 된다는 것입니다.
여기서 1000ppm 이므로 1000/1백만 되어 온도 1도당 원래 저항에서 곱해지길 1000분에1 만큼의 저항이 증가하게 됩니다.
기존 저항R0에서 +추가적으로 온도 증가량(알파xR세타)
이경우 저항이 R0=1k옴 일떄1도 증가당 1k x 10^(-3)=1옴 만큼의 저항성분이 0도일 떄 저항1K
에 더해서 더 커지게 됩니다.
즉 온도가 높을 수록 더 큰 저항값으로 나타나게 됩니다
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사실 온도는 미세하게 조금씩 변하게 됩니다.
온도차로 인한 저항이 조금씩 달라져 방해 받는 량이 조금씩 달라지게 되어 회로에는 전류가 조금씩 다르게
흐르게 되는데 이 다르게 흐르는 것에 의해
회로에서 시시각각 미소하게 저항량이 변하게 되는데
이것은 회로의 안정도로 나타 낼 수 있습니다.
온도차로 인한 저항이 조금씩 달라져 전류의 미세 요동->미세한 전압 강하차 발생
어떤 일정한 온도 일떄 그 저항이 갖는 안정도는 회로에서 얼마나 노이즈를 생성하지 않는가 하는 것입니다.
저항정도에 의한 노이즈는 여기서 uV 단위로 나타 내어집니다.
어떤 재질의 성질을 갖는 저항이 온도가 증가를 해서 저항의 전체합이 커지게 된다면
단위 저항성분당 일정 노이즈 원이 있다고 할때 저항이 클 수록 해당 노이즈 원의 규모도 커지게 됩니다.
최소 저항은 방해 하는 성질이기 때문에 방해하는 성질에 의해 노이즈가 생성되게 됩니다.
재질별 다르지만 산화 메탈 저항의 같은 경우 위의 식으로 나타내게 됩니다.
최소 무조건 볼트당 2uV만큼의 노이즈를 생성하고 거기에 추가적으로 조금씩 저항이 커짐에 따라 노이즈도 증게하게 됩니다.
2는 물질의 최소생성 노이즈 이고 로그는 저항의 아주 큰 값도 작게 증가해주게 하는 정밀도를 나타내는 장치로 볼수 있고 1000은 기본 증가하는 크기를 결정해주는 증가 계수 입니다.
만약 전원이 10V이고 저항에5V가 걸린다고 했을 떄 10K저항의 노이즈 생성정도는 2uV+1uV이므로
1V당 3uV이므로 5V 떄 15uV 정도의 노이즈가 생성되게 된다는 것을 알 수 있습니다.
저항은 회로에서 필수 입니다. 아주 많은 용도로 사용되어 일정 이상의 온도 증가는 어쩔 수 없습니다
하지만 너무 높은 온도가 되게 되면 저항크기가 더 커져 저항당 노이즈로 볼 수 있는 저항잡음도 매우 커지게 되어
회로의 정상 동작에 방해를 가하게 됩니다.
그러니 우리는 회로설계시 정격 온도를 고려하고 넘지 않으려고 지키려는 노력을 하고 그러한 대책을 항상 생각해 두어야 하겠습니다.
