רעשים במערכות אלקטרוניות

תופעת הרעש מופיעה כחלק בילתי נפרד מכל ניסוי ובדרך כלל מוכרת כשלילית. על חלק גדול מהרעשים ניתן להתגבר באמצעות תיכנון נכון של הניסוי, אך רעשים כדוגמת רעש טרמי ורעש ירייה  לא ניתנים להפרדה ממערכת הנסוי. הם יופיעו בכל מערכת אלקטרונית ויגרמו לחסם תחתון לרזולוצית המדידה.

מהצד השני, מכיון ששני הרעשים נגרמים ממצבים פיסיקאלים יסודיים של חומרים, ניתן בעזרתם למדוד קבועים פיסיקאלים חשובים כגון קבוע בולצמן ואת המטען של האלקטרון (e).

בביליוגרפיה ואתרים מומלצים: 

רעש לבן :

  1. B. JOHNSON,THERMALAGITATION OF ELECTRICITY IN CONDUCTORS,PHYS. REV.32 (1928)
  2. Nyquist, Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors, Phys. Rev. 32, 110 (1928)

Kittel and Kroemer, Thermal Physics. 98  102

Charles Kittel , Elementary statistical physics, 141-146

Clay S. Turner, "Johnson- Nyquist Noise" (2007)

רעש יריה :

Shot-noise measurements of the electron charge:An undergraduate experiment

התמרת פוריה :

"The FFT - an algorithm the whole family can use" Daniel N. Rockmore

מצגת המסבירה את עקרון טרנספורמציית פוריה

www.mathworks.com/moler/fourier.pdf (במיוחד עמ' 4-6, 13-15) .

מערכת הניסוי :

Users Manual,FFT Spectrum Analyzer Model SR760

http://en.wikipedia.org/wiki/Window_function

Voltage Pre-Amplifier model SR550

שאלות הכנה

1)ציין סוגים של רעש חשמלי שאינם רעש לבן, וקבע האם הם רעשים חיצוניים או
פנימיים למערכת.באלו דרכים ניתן לצמצם את עוצמת הרעש.
2)סטודנט בונה מערכת ניסויית, ובמערכת יש רעש מושרה שמושפע מחוטי החשמל
שבסביבת המערכת, מה הייתם מציעים לעשות כדי להפחית את הרעש?
3)באופן אופטימלי לארקה )החוט המקשר בין גוף המערכת לאדמה( יש התנגדות
אפס, ולכן הנקודה שמחוברת לאדמה היא בעלת פוטנציאל אפס. הסבר איזה
השלכות יש לכך אם לארקה תהיה התנגדות שונה מאפס )הנח שמספר מערכות
מחוברים על אותו קו ארקה(.
4)הסבר את הנוסחה של הרעש התרמי המקשרת בין העוצמה של
הרעש לטמפ' וההתנגדות?
5)האם יש עדיפות לעוצמה של הרעש התרמי עבור תדרים מסוימים?