Concetti Chiave
- Il rumore è un segnale casuale che si sovrappone al segnale utile, influenzandone l'intelligibilità e rendendo difficile la rilevazione del segnale al di sotto di un certo limite.
- Il rumore può essere di origine esterna, come il rumore atmosferico o cosmico, oppure di origine interna, proveniente dagli apparati elettronici stessi.
- Il rumore presenta caratteristiche specifiche, come il valore efficace, che misura la tensione o corrente variabile nel tempo, e lo spettro di frequenza, che non può essere determinato con l'analisi di Fourier.
- Il rumore bianco ha uno spettro uniforme, mentre la figura di rumore misura quanto un quadripolo sia rumoroso, calcolando il rapporto tra potenza di rumore all'uscita e all'ingresso.
- La temperatura di rumore definisce la potenza di rumore disponibile in relazione alla costante di Boltzmann e alla banda di frequenza considerata.
Il rumore (noise) è un segnale,di andamento casuale nel tempo, che si sovrappone al segnale utile e pertanto ne influenza l'intelligibilità; a causa del rumore si ha quindi un limite al disotto del quale il segnale utili non è più rilevabile in modo soddisfacente.
Esistono altri tipi di disturbi, come:
I disturbi suddetti possono essere ridotti mediante l'uso di schermi, filtri o scegliendo opportunamente la disposizione dei componenti del circuito e dei circuiti stessi.
Per quanto riguarda i rumori atmosferico e cosmico, il primo prevale fino alle
E' costituito da segnali che hanno origine all'interno degli apparati elettronici.
Il rumore si manifesta come una tensione o come una corrente che varia casualmente nel tempo.
Il suo valore medio, in un intervallo di tempo sufficientemente lungo, è nullo; il quadrato
si ha:
Essendo il rumore un fenomeno di carattere aleatorio, non è possibile utilizzare l'analisi di Fourier per determinare lo spettro. Se si considera però la tensione di rumore in un determinato intervallo di tempo e si sviluppa in serie di Fourier la forma d'onda ottenuta dalla ripetizione periodica dell'intervallo esaminato, si ottiene uno spettro che dipende dal campione analizzato; se si aumenta la durata dell'intervallo in esame,
si osserva che:
Lo spettro cosi ottenuto è detto spettro di frequenza del rumore.
Le fasi delle righe invece cambiano aleatoriamente all'aumentare della durata dell'intervallo considerato.
"Si definisce densità spettrale della tensione di rumore
essendo
Il rumore è detto bianco (white noise) quando lo spettro è uniforme; la densità spettrale non varia al variare della frequenza.
Il rapporto segnale/rumore è definito come il rapporto fra la potenza del segnale e la potenza del rumore; è normalmente espresso in decibel.
La figura di rumore (noise figure), detta anche fattore di merito o cifra di rumore è una misura di quanto un quadripolo sia rumoroso.
La figura di rumore F è definita, per una determinata banda di frequenza, come il rapporto fra la potenza disponibile di rumore all'uscita e la potenza di rumore all'uscita nel caso ideale che il quadripolo non introduca rumore (per potenza disponibile si intende la potenza che si ha, all'ingresso o all'uscita, in condizioni di adattamento d'impedenza). Si ha:
con F: figura di rumore;
La cifra di rumore è espressa generalmente in decibel ed è indicata con NF:
essendo
con
Nel caso di rumore che non ha densità spettrale costante, si considerano:
Si definisce la figura di rumore in eccesso
da questa formula di deduce che la potenza di rumore disponibile dovuta al quadripolo è:
La temperatura di rumore è definita dal rapporto:
con T: temperatura di rumore; N: potenza di rumore disponibile dovuta al solo quadripolo; k: costante di Boltzmann;
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali fonti di rumore esterno?
- Come si caratterizza il rumore in termini di valore efficace?
- Che cos'è lo spettro di frequenza del rumore?
- Come si definisce la figura di rumore?
- Cosa rappresenta la temperatura di rumore?
Le principali fonti di rumore esterno includono il rumore atmosferico, causato da onde elettromagnetiche prodotte da scariche atmosferiche, e il rumore cosmico, causato da onde elettromagnetiche provenienti da sorgenti cosmiche.
Il rumore si manifesta come una tensione o corrente che varia casualmente nel tempo, con un valore medio nullo su un intervallo di tempo lungo, mentre il quadrato del valore istantaneo ha un valore medio definito.
Lo spettro di frequenza del rumore è ottenuto sviluppando in serie di Fourier la forma d'onda del rumore su un intervallo di tempo, risultando in uno spettro continuo con ampiezze delle righe che tendono a un limite definito.
La figura di rumore è il rapporto tra la potenza di rumore disponibile all'uscita e la potenza di rumore all'uscita nel caso ideale che il quadripolo non introduca rumore, ed è espressa in decibel.
La temperatura di rumore è definita come il rapporto tra la potenza di rumore disponibile dovuta al quadripolo e il prodotto della costante di Boltzmann e la banda di frequenza considerata.
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