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ノイズ(1)

次にノイズについて見ていきます。

ここで言うノイズとは、抵抗や MOS トランジスタ自身から発生する雑音成分
真性雑音)のことです(外部から飛び込んでくるいわゆる外乱ノイズとは違います)。
このノイズは入力信号の状態によらず発生するため、ノイズの大きさより小さい
出力信号はノイズに“埋もれて”しまいます。つまり、ノイズの大きさが出力できる
振幅の実質の最小値
となります。

CMOS アナログ回路では熱雑音1/f 雑音が重要です。
それぞれについて見ていきます。

(1)熱雑音
 電流の元である自由電子は電圧がかかってなくても実は不規則に運動
熱振動とか熱運動とか呼ばれます)しています。逆に、運動は電圧が
かかってもそのまま残ります。
ele10_103.jpg

1秒間に通過する自由電子の数が電流ですので、この運動は電流の値に
“揺らぎ”をもたらします。この“揺らぎ”を熱雑音と言います。
J.B.Johnson がこの現象を発見したためジョンソン雑音、H.Nyquist が
理論を確立したため、ジョンソン・ナイキスト雑音とも呼ばれます。
以下に、熱雑音の波形例をしめします。

ele10_104.jpg

 この熱雑音にはいろいろな特徴があります。それぞれ見ていきます。
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目標であったオペアンプの設計に6年かけて到達しました。ここからは応用的な内容を書ける限り書いていきたいと思います。

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