نویز الکتریکی و روش های حذف نویز-بخش آخر

تکنیک های حذف نویز:

۱- طراحی نویز پایین:
اثری که نویزهای ذاتی بر مدار خواهند گذاشت باید در همان مراحل اولیه طراحی لحاظ شوند.

از آنجا که کارایی هر مدار با توجه به بزرگی درجه سیگنال به نویز آن مشخص می شود که یکی از مهمترین پارامترهای طراحی مدار است. با توجه به این پارامتر طراح می تواند به طور مناسبی توپولوژی مدار ، سطح ورودی ، مدل قطعات اکتیو(مثل ترانزیستورهای دو قطبی BJT یا اثر میدانی FET)، قطعات نویز پایین ، بایاس، فیدبک و …. را تعیین کند.زمانی که طراحی مدار به پایان رسید باید بدانید که دیگر هیچ چیزی مگر ملاحظانی که در طراحی در نظر گرفته شده قادر به کاهش اثر نویزهای ذاتی نیست بنابراین رها کردن مسئله ی نویزهای ذاتی با این حساب که در پایان آنها را محاسبه می کنیم می تواند به ایجاد مشکلی اساسی و یک روند طر احی مجدد گران قیمت ختم شود.

تکنیک های مختلفی وجود دارد که می توانند جلو اختلال و نویز خارجی را بگیرد:
۲- طراحی مناسب محل نوارهای مسی در یک برد چاپی
۳- ایجاد زمین مناسب برای مدار
۴- فیلتر و بالانس کردن مدار
۵- محافظ گذاشتن برای قسمت های مختلف مدار
مثلا با قرار دادن قسمت های حساس مدار داخل جعبه فلزی زمین شده یا متصل شده با پایانه منفی در الکترونیک و یا استفاده از بردهای چاپی چندلایه ، که لایه اول و آخر آن زمین شده است
۶- استفاده از کابل های شیلد شده
شیلد کردن یکی از بهترین راه های کاهش تاثیر نویز است. در صورت استفاده از شیلد کردن ، اثر نویز به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. شیلدها می توانند اطراف المان ها، مدارات یا کابل ها و سیم های ارتباطی باشند. ضمنا جنس شیلد ها از مواد غیرمغناطیسی می باشد.
برای اینکه مشاله شیلد کردن به راحتی قابل بررسی باشد، کوپلاژ بین دومدار(منبع و گیرنده) را توسط سلف ها و خازن های جمع شده بین سیم ها نشان می دهیم. این کار به دلیل بررسی مدار توسط تئوری شبکه ها است در غیر این صورت مجبور به استفاده از معادلات ماکسول هستیم که بسیار دشوار و در برخی موارد غیر ممکن است.
کلا قادر به بررسی سه نوع کوپلاژ هستیم.
نوع اول کوپلاژ خازنی یا الکتریکی است که ناشی از تداخل میدان های الکتریکی بین مدارات است. نوع دوم کوپلاژ سلفی و یا مغناطیسی است که ناشی از میدان های مغناطیسی بین مدارات است و نوع سوم کوپلاژ یا تشعشع الکترومغناطیسی بوده و ترکیبی از تاثیر میدان های الکتریکی و مغناطیسی است. در صورتی که از روش های غلبه بر کوپلاژ الکتریکی و مغناطیسی با هم استفاده شود می توان بر کوپلاژ الکترومغناطیسی نیز غلبه کرد. برای آنالیز در نزدیکی منبع معمولا میدان های الکتریکی و مغناطیسی را جداگانه بررسی می کنیم و در صورت دور بودن از منبع، میدان الکترومغناطیسی بررسی می شود.

ایمنی مدار در برابر نویز ( noise mmunity )

عموما نویز محتوای مفیدیک سیگنالرا خراب می کند و کاهش خسارت وارده رابطه مستقیمی با عملکرد سیستم تحت تاثیر نویز دارد.
مثلا مدار آنالو زیادی وجود دارند که می خواهند سیگنال های ضعیف را تقویت کنند، پس این مدارات نسبت به نویزهای ذاتی از هر مدار دیجیتال حساس ترند ( زیرا معمولا دامنه موج های منطقی نسبتا بالاست.) در بسیاری از کاربردهای آنالوگ سیگنال ضعیفی توسط آنتن گرفته شده یا توسط سنسورهایی تولید می شود ، این سیگنال ها می تواند به کوچکی کسری از میلی ولت ( یا حتی کسری از میکرو ولت ) باشد ، این سیگنال ها به شدت در معرض نویز هستند و اطلاعات آن ها می تواند توسط نویز به طور کامل پوشانده و یا مبهم شود.

مزایای نویز :

تا به حال ، تنها بر تاثیرات منفی نویز روی عملکردهای مدار تاکید کردهایم. با ا ین حالپذیرفته شده که نویز رندوم در موقعیت های متعددی مزایایی به دنبال دارد :
به شروعنوسان در مدارهای نوسن گر کمک می کند، که در آن تغییر کوچکی در ورودی آمپلی فایر نقش سیگنالی را بازی می کند که باید معیار Barkhausen را توجیه کند.( که بر اساس آن تغییر ورودی تقویت شده و سیگنال ایجاد شده باعثمی شود تقویت اطراف لقه مثبت و بالاتر از واحد شود ). شاید نویز سفید برای این منظور مناسب تر باشد، چرا که طیف گسترده آن مطمئنا شامل فرکانسی می شود که مدار این وضعیت را محقق می سازد.
هنگامی که نویز به مجموعه داده آموزشی یک شبکه عصبی اضافه می شود، قابلیت تعمیم شبکه را افزایشمی دهد ( که عبارت است توانایی شبکه عصبی خاصی که متناسب با داده حقیقی خارج از مجموعه آموزشی باشد ) .
در سیستم ای غیر خطی خاص ( مانند سیستم های حسگر بیولوژیکی و مدارهای الکترونیکی ) افزایش صحیح نویز عملکرد برخی دستگاه های فیزیکی را بهبود می بخشد. اخیرا پدیده ای به نام همنوایی تصادفی (SR) در سیستم های غیر خطی فیزیکیمشاهده شده است.برایمثال، با افزایش میزان صحیحی از نویز در یک سیستم دو وضعیتی امکان دستیابی به برنامه SR فراهم شده و در نتیجه حتی هنگامی که دامنه فرمان زیر آستانه است به سیتم کمک می کند جریان را نغییر دهد.
طبق گزارشات تعدادی از مدارهای الکترونیکی تشدید نویز تصادفی را نشان می دهند به خصوص در مواردی که سیستم غیر خطی هیچ یک از اجزای نویز ورودی را روی سیگنال خروجی مدوله نمی کند . تشدید نویز تصادفی خصوصا در پردازش کردن سیگنال جالب به نظر می رسد، هنگامی که سیگنال های مفید( ضعیف ) در نویز قرار می گیرند . از این پدیده می توان به خوبی جهت افزایش نسبت سیگنال بهنویز در خروجی گیرنده بهره گرفت.

 

پیشنهاد می شود:  نویز الکتریکی و روش های حذف نویز-بخش اول
2 پاسخ
  1. احمد
    احمد گفته:

    سلام
    ممنون به خاطر مطلب مفیدتون
    اگه امکانش هست مــثالهایی باشرح بروی مدار الکتریکی توضیح دهید

    پاسخ
  2. اسماعیل پوریامنش
    اسماعیل پوریامنش گفته:

    باسلام
    میخواستم بدونم میشه روی اسپیکر های سینما خانگی دوتایی توان بالا جهت حذف نویز و صدای هوم هوم فیلتر نصب کرد؟

    پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *