1 / fノイズ、制限されていますか?


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基本的に私の質問は:

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ノイズ密度が無限になるのは、限界f→∞とは対照的にDC回路では限界f→0に到達できるためです(これは、すべての回路が十分なfに対してローパスとして動作するため理想です)。

ノイズ密度が制限されている場合、どのfで、どのように減衰しますか?


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良い質問。非常に低い周波数では、これはオフセットまたはドリフトの統合のように見えますが、確かにDCに近い特定の制限はありません(長期統合)。 1 / fメカニズム。ですから、ここでの良い答えは、これらの地域の興味深い理解を提供するものだと思います。私が言ったように、良い質問です。うまくいけば、良い答えがDCに非常に近くなる顕著な要因を引き出すでしょう。
18年

たとえば、1 Hzから0 Hzまでの無限のf間隔が存在するかのように、曲線を減衰させる必要があることを暗示しているように思えます。これは当てはまりません。1Hzの間隔しかありません。10 ^-∞への「拡張」は、対数スケールの数学的アーティファクトです。また、Jasenが言ったように、制限f-> 0も理想化です。これまでに達成された最低頻度は、1 /(宇宙の年齢)です。
Sredni Vashtar

回答:


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頻度が低いと、あまり一般的でないイベントが信号の一部になり、数秒のスケールでは数週間のスケールで電気ビートが発生し、数ヶ月のスケールでは季節の影響があり、数年のスケールでは地震などがあります...

2.3×1018Hz


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あなたは正しいですが、私はもっぱらプロットに示されているような範囲に現れる1 / fノイズに言及していました。そのスペクトルがフラット笑かもしれないので、またビッグバンは、デルタのようなものです
user171780

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Does f go1/

1VHz@1014Hz

= 31,709.8世紀..少しちらつきますが、どの世紀ですか?

これは、ガンマ波が軌道から電子に衝突する確率ですか?

オーディオでは「ピンクノイズ」と呼ばれ、自然界のいたるところに存在します。

本当の原因はわかっていませんが、過去60年間でさえ、測定されている限り、存在します。

中国の科学者が知っていることは 、1 / fノイズの起源はシステムとランダム効果の相互作用にあるということです。

ダスト粒子サイズでは、単位体積内のダスト粒子の発生頻度を同等にすると、数量とサイズの同じヒストグラムが表示されます。彼らはどれくらい小さくすることができますか?これに答えることができるのは素粒子物理学者だけで、彼らはそれらを見つけるのに必要なエネルギーを備えた小さな粒子を見つけ続けます。

1 M.Keshner、1 / fノイズ、IEEEの議事録、70(1982)、pg212-218
[2] B.MendlebrotおよびR.Voss、物理システムのノイズと1 / fノイズ、
Elsevier Science、1983、ch 。なぜフラクタルなのか、スケーリングによってノイズが発生するのはいつか、pg31-39
[3] RFVoss and J.Clarke、1 / f Noise in music and speech、Nature、258(1975)、pg31-38
[4] BBManderbrot、一部のノイズ1 / fスペクトル、直流電流とホワイトノイズの間の縮約、情報理論に関するIEEEトランザクション、IT-13(1967)、pg289-298 [5] BBManderbrotおよびJWVNess、フラクショナルブロウィン運動、フラクショナルノイズとアプリケーション、Siam Review、10( 1968)、pg422-437
[6] V.Solo、固有のランダム関数と1 / fノイズの逆説、SIAM Journal of apply Mathematics、52(1992)、pg270-291
[7] XCZhuおよびY.Yao、HgCdTe光伝導体の低周波ノイズ、Infrared Research、8(1989)5、pg375-380。(中国語)
[8] MKYu、FSLIu、1 / fノイズの1 / fノイズ理論、Physics Acta、32(1983)5、pg593-606、(中国語)
[9] J.ClarkおよびG.Hawking、物理学 Rev. B14(1974)2862
[10] J.Kurkijarvi、Phys。Rev. B6(1972)832
[11]高安秀树、分数结、地震出版社、1994、pg63-65
[12] Xu Shenglong、1 / fノイズ探査、Technical Acoustics、1997、pg63-67
[13] Xu Shenglong、1 / fノイズの統計的ダイナミクス、赤外線技術、25(2003)、pg63-67
[14] Xu Shenglong、1 / fノイズの統計的ダイナミクスの再研究、China Measurement Technology、33(2007)、pg79- 83
[15] W u Peijun、低周波数1 / f Tiフィルムマイクロブリッジの電圧ノイズ、中国低温物理学会誌、16(1994)、pg350-353


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Journal of Solid State Circuitsを何十年も読んでおり、あらゆる形態のノイズのさまざまな原因がフェーズロックループのパフォーマンスにとって重要な議論であるため、年次ISSCC(会議)2005年頃。

結晶表面にはさまざまなトラップ電荷があり、さまざまな完璧な領域が不完全な原子パターンで出会うさまざまな理想的ではない非立方体の「転位」で結晶内部に埋め込まれています。

これらのトラップされた電荷には、マイクロ秒から秒までの(そしておそらくより長い)緩和時間があります。したがって、個々の電子がこれらの小さな貯蔵場所から逃げると、小さな衝撃が見られます。有限帯域幅測定システム、または当社の回路は、これらのインパルスを「ノイズ」に丸めます。

そして、信号の極性が反転すると、電荷は再び小さな電荷の形でこれらの電荷トラップに戻ります。

どうやら、非常に長い緩和時間に対してより多くの電荷トラップがあり、より低い周波数でより多くの電力を得るようです。

よりきれいなシリコン表面は、1 / Fノイズを低減します。

内部転位が少ないシリコンブール(ゾーンリファイナーによって提供されるほぼ純粋な12インチx 24インチの巨大な獣)は、1 / Fノイズを低減します。


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赤い線です。緑ではありません。

私は、1 / fノイズを熱ノイズ、およびシリコンダイ(またはトランジスタ)のさまざまな部分の周りを移動する熱と考えるのが好きです。火の中で燃えている残り火を見たことがあるなら、それはそれらの温度変動に類似しているかもしれませんが、異なるスケールであります(少なくともそれは1 / fノイズのことを考えています)。

ここでAOE(Horowitz and HillのArt of Electronics第3版)が言っていることを本当に知る方法はありません。

f1df=ログf。数値を付けると、1マイクロヘルツと10 Hzの間の純粋な1 / fスペクトルの合計ノイズパワーは、0.1 Hzと10 Hzの間のノイズパワーの3.5倍にすぎません。さらに60年(10-12 Hzまで)下がると、対応する比率は6.5にのみ増加します。別の言い方をすると、1 / fの合計ノイズパワーは、32,000年の逆数の周波数(ネアンデルタール人がまだ惑星を歩き回っており、オペアンプがなかったとき)に至るまで、最大で6倍大きい通常のデータシート0.1〜10 Hzの「低周波ノイズ」。大災害はこれで終わりです。実際のオペアンプの低周波ノイズが1 / fスペクトルに適合し続けるかどうかを調べるために、LT1012オペアンプの電流ノイズスペクトルを0.5ミリヘルツまで完全に測定し130、図8.107の結果を得ました。上で述べたように、このオペアンプは、電流ノイズ密度が通常の1 /√f(ピンクノイズ)よりも1Hz前後の10年間で速く上昇するという点で異常です。しかし、それでも正規のピンクノイズに落ち着き、最終的には「ペールホワイト」(f −1/4またはそれより遅い)に近づきます。これは、1 / fの振る舞いの非物理的な性質をゼロまでずっと示していると結論付けることができます。しかし、別の考えられる説明があります。つまり、このオペアンプは若干のバーストノイズに悩まされているということです。これは、約1Hzの「ピンクより速い」勾配と一致し(図8.6のバーストノイズスペクトルを思い出してください)、低周波数での「ピンクより遅い」勾配を誤って帰属させることにもなります。図8.107のスペクトルの終わり。

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出典:エレクトロニクスの技術 出典:エレクトロニクスの技術
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私にとって最も興味深いグラフは8.106です。これは、さまざまなフィルタリングを施した低ノイズアンプの時系列を示しています。最大の振幅ノイズは100Hz-1kHzで、その後0.1-1Hzです。このグラフを0.01-0.1Hzに続けた場合、おそらくあまり増加しません(また、テストに時間がかかりすぎたり、フィルターを構築するのが困難だったため、そのテストは実行されませんでした。) -1Hzで、端から端まで数回積み重ねます。振幅は増加しませんが、時間を増やしただけなので、FFTを実行しても、振幅の増加は見られず、ある時点でDCに戻ります。ゼロ付近の値になりますが、なぜゼロなのかは、ノイズの平均値があるからです。

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私の仕事では、FFTを月単位で実行しました(手元に何も持っていません)が、それらは平坦になり、永遠に上がりません。

2番目に注意することは、30分から数日スケールで他の多くのノイズ源があり、温度ノイズの範囲に入っていることです。エアコン、日周期、天候、気圧が低レベルの測定を開始します。

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