O ruído de tiro foi desenvolvido pela primeira vez pelo físico alemão chamado 'Walter Schottky', que desempenhou um papel importante na expansão da teoria de emissão de elétrons e íons. Enquanto trabalhava em válvulas termiônicas ou tubos de vácuo, ele observou que, mesmo quando todas as fontes externas de ruído eram removidas, dois tipos de ruído permaneciam. Um que ele determinou foi um resultado da temperatura que é conhecido como ruído térmico, enquanto o restante é ruído de tiro. Em circuitos elétricos , existem diferentes tipos de fontes de ruído, como ruído johnson/térmico, ruído shot, ruído 1/f ou ruído rosa/flicker. Este artigo discute uma visão geral de um barulho de tiro – trabalhando com aplicativos.

O que é ruído de tiro?

Um tipo de ruído eletrônico criado a partir da natureza discreta da carga elétrica é conhecido como ruído de tiro. Em circuitos eletrônicos, esse ruído tem flutuações aleatórias em uma corrente contínua porque na verdade a corrente tem um fluxo de elétrons. Este ruído é perceptível principalmente em dispositivos semicondutores como diodos de barreira Schottky, junções PN e junções de túnel. Ao contrário do ruído térmico, esse ruído depende principalmente do fluxo de corrente e é mais evidente em dispositivos de junção de tunelamento PN.

O ruído shot é significativo com correntes extremamente pequenas, principalmente ao medir em escalas de tempo curtas. Esse ruído é particularmente perceptível sempre que os níveis de corrente não são altos. Portanto, isso se deve principalmente ao fluxo de corrente estatística.

Circuito De Ruído De Tiro

A configuração experimental do ruído de tiro com um circuito de montagem de fotos é mostrada abaixo. Esta configuração inclui uma lâmpada de intensidade variável e foto-diodo que estão conectados a um circuito simples. No circuito a seguir, o multímetro é usado para medir a tensão de alimentação através de um resistor de RF conectado em série com o fotocircuito.

Um interruptor no circuito escolhe se a fotocorrente (ou) o sinal de calibração pode ser dado ao resto do circuito. O amplificador operacional que está no lado direito é conectado em paralelo com o resistor, fazendo com que a caixa de montagem do ruído de tiro tenha um ganho de cerca de dez vezes.

“o que um capacitor de bypass faz ”

Circuito De Ruído De Tiro

O osciloscópio é usado para incorporar digitalmente o sinal de ruído resultante. Um gerador de função é usado em série com um atenuador para ajustar a curva de ganho. Aqui, começamos o experimento de ruído Shot com uma calibração muito cuidadosa da cadeia de medição por meio de um sinal senoidal atenuado usando um gerador de funções. O ganho é registrado (g(f) = Vout(f)/Vin(f)).

Durante este experimento, simplesmente registramos a tensão RMS do ruído que é medido pelo osciloscópio 20 vezes para 8 tensões diferentes dentro do fotocircuito de luz VF. Depois disso, quebramos o circuito fotográfico e registramos o nível de ruído ao fundo.

Neste circuito, o ruído que é medido pode ser ligeiramente alterado dependendo do tempo de integração utilizado pelo osciloscópio, no entanto, isso varia na ordem de 0,1% de incerteza e podemos ignorá-lo, pois é dominado pela incerteza causada por flutuações aleatórias dentro da tensão.

Fórmula atual de ruído de tiro

O ruído shot ocorre quando a corrente flui através de um Junção PN . Existem várias junções presentes em circuitos integrados . O cruzamento da barreira é simplesmente aleatório e a corrente CC produzida é a soma de vários sinais aleatórios de corrente elementar. Este ruído é estável acima de todas as frequências. A fórmula da corrente de ruído shot é mostrada abaixo.

In = √2qIΔf

Onde,

'q' é a carga de um elétron que é equivalente a 1,6 × 10-19 coulombs.

'I' é o fluxo de corrente através da junção.

“diferença entre motor elétrico e gerador ”

‘Δf’ é a largura de banda em Hertz.

Ruído de Disparo P/B Diferença, Ruído de Johnson e Ruído de Impulso

A diferença entre ruído de tiro, ruído de Johnson e ruído de impulso é discutida abaixo.

Ruído de tiro	Barulho de Johnson	Ruído de Impulso
O ruído que surge devido à natureza discreta das cargas transportadas pelos elétrons/buracos é conhecido como ruído de tiro.	O ruído gerado pela agitação térmica dos portadores de carga é conhecido como ruído de Johnson.	O ruído que contém um som rápido e agudo, caso contrário, um estrondo rápido de duração de tiro, como um tiro, é conhecido como ruído de impulso.
Este ruído também é conhecido como ruído quântico.	O ruído de Johnson também é chamado de ruído de Nyquist/ruído térmico.	O ruído de impulso também é conhecido como ruído de rajada.
Este ruído é independente de frequência e temperatura.	Este ruído é proporcional à temperatura.	Isso não depende da temperatura.
Esse ruído ocorre principalmente na contagem de fótons em dispositivos ópticos, sempre que esse ruído estiver associado à natureza de partícula do feixe.	O ruído térmico ocorre principalmente pelo movimento aleatório dos elétrons livres dentro de um condutor que resulta da agitação térmica.	O ruído de impulso ocorre principalmente através de tempestades com raios e transientes de tensão através de sistemas de comutação eletromecânicos.

Vantagens e desvantagens

O vantagens do ruído de tiro inclui o seguinte.

O ruído de tiro em altas frequências é o ruído limitante para detectores terrestres.
Esse ruído simplesmente fornece informações valiosas sobre processos físicos básicos além de outros métodos experimentais.
Uma vez que a intensidade do sinal aumenta mais rapidamente, a proporção relativa de ruído de tiro reduz e a relação S/R aumenta.

O Desvantagens do ruído de tiro inclui o seguinte.

Esse ruído é simplesmente causado pelas flutuações no número de fótons detectados no fotodiodo.
Ele precisa de uma modificação de dados pós-medição para compensar a perda de sinal devido ao filtro passa-baixo (LPF) formado através da junção do túnel.
Este é um ruído de intensidade quântica limitada. Vários lasers estão muito próximos do ruído de tiro, no mínimo para frequências de alto ruído.

Formulários

O aplicações de ruído de tiro inclui o seguinte.

Esse ruído é visível principalmente em dispositivos semicondutores, como junções PN, junções de túnel e diodos de barreira Schottky.
É significativo em física fundamental, detecção óptica, eletrônica, telecomunicações, etc.
Esse tipo de ruído é encontrado em circuitos eletrônicos e de RF como efeito da natureza granular da corrente.
Este ruído é muito significativo em um sistema de energia muito baixa.
Este ruído está correlacionado com a natureza da carga quantizada e a injeção de portadores individuais ao longo da junção pn.
Este ruído é simplesmente distinguido das flutuações de corrente em equilíbrio que ocorrem sem qualquer tensão aplicada e sem qualquer fluxo normal de corrente.
O ruído de tiro são as flutuações dependentes do tempo dentro da corrente elétrica causadas pela discrepância da carga do elétron.

Q). Por que o ruído de tiro é chamado de ruído branco?

A). Este ruído é frequentemente conhecido como ruído branco porque tem uma densidade espectral consistente. Os principais exemplos de ruído branco são o ruído Shot e o ruído térmico.

Q). O que é o Fator Ruído na Comunicação?

“método de conversão octal para decimal ”

É a medida da degradação da relação S/R dentro de um dispositivo. Portanto, é a relação da relação S/N no i/p para a relação S/N na saída.

Q). O que é ruído de disparo no fotodetector?

A). O ruído de tiro dentro do fotodetector na detecção de homódino óptico é atribuído às flutuações do ponto zero do campo eletromagnético quantizado, caso contrário, à natureza separada do procedimento de absorção de fótons.

Q). Como é medido o ruído de tiro?

A). Este ruído é medido usando este tipo de ruído shot = 10 log(2hν/P) em dBc/Hz). O ‘c’ dentro de dBc é relativo ao sinal, então multiplicamos pela potência do sinal ‘P’ para obter a potência do ruído de disparo dentro de dBm/Hz.

Q). Como reduzir o ruído de tiro?

Este ruído pode ser reduzido por

Aumentar a intensidade do sinal: Aumentar a quantidade de corrente no sistema reduzirá a contribuição relativa do ruído de tiro.
Calculando a média do sinal: A média de várias medições do mesmo sinal reduzirá o ruído de disparo, pois o ruído será calculado ao longo do tempo.
Implementação de filtros de ruído: Filtros como filtros passa-baixo podem ser usados para remover componentes de ruído de alta frequência do sinal.
Reduzindo a temperatura: Aumentar a temperatura do sistema aumentará a quantidade de ruído térmico, tornando o ruído de tiro relativamente menos significativo.
Escolhendo o detector certo: Usar um detector com uma área ativa maior ou uma eficiência de coleta de elétrons mais alta pode reduzir o impacto do ruído de tiro.

Assim, este é uma visão geral do ruído de tiro e suas aplicações. Normalmente, esse ruído acontece sempre que há um diferencial de tensão ou barreira de potencial. Uma vez que os portadores de carga, como buracos e elétrons, cruzam a barreira, esse ruído pode ser gerado. Por exemplo, um transistor, um diodo e um tubo de vácuo irão gerar ruído de tiro. Aqui está uma pergunta para você, o que é ruído?