Análisis de Ruido en Sistemas Electrónicos
El ruido eléctrico es una interferencia no deseada que afecta las señales transmitidas o procesadas en sistemas electrónicos, siendo crucial entender sus tipos y efectos.
Ruido Correlacionado y No Correlacionado
El ruido puede clasificarse en correlacionado y no correlacionado, dependiendo de su relación con la señal o entre múltiples señales de ruido.
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- Ruido Correlacionado: Está asociado con la señal de interés o partes del sistema, siendo predictible.
- Ruido No Correlacionado: Es aleatorio y no está relacionado con la señal de interés, dificultando su predicción.
Ilustración 1.10 Análisis de ruido
Tipos de Ruido
Ruido Térmico (Ruido Johnson-Nyquist)
- Generado por el movimiento aleatorio de electrones debido a la temperatura.
- Se caracteriza por una distribución espectral uniforme, conocida como ruido blanco.
Ruido de Disparo (Ruido de Schottky)
- Provocado por fluctuaciones en el flujo de corriente en dispositivos de estado sólido.
- Significativo en regiones de baja frecuencia.
Ruido de Intermodulación
- Se produce por la mezcla de múltiples señales de frecuencia, generando componentes adicionales.
- Común en sistemas de comunicación con múltiples señales simultáneas.
Ruido de Flicker (Ruido 1/f)
- Conocido como ruido rosa, aumenta en intensidad a medida que disminuye la frecuencia.
- Presente en dispositivos semiconductores a bajas frecuencias.
Ruido Impulsivo
- Pulsos esporádicos de alta amplitud y corta duración.
- Causado por conmutaciones y interferencias electromagnéticas.
Distorsión Armónica
La distorsión armónica añade componentes de frecuencia a una señal original debido a la no linealidad en sistemas eléctricos y de comunicaciones.
Fórmula
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Factor de Ruido y Cifra de Ruido
El factor de ruido (F) y la cifra de ruido son medidas clave de la calidad de un dispositivo en términos de su efecto en la relación señal-ruido.
- Factor de Ruido: Ratio entre la SNR de entrada y salida, indicando cómo el dispositivo afecta la calidad de la señal.
- Cifra de Ruido: Indica la cantidad de ruido añadido por el dispositivo, siendo menor mejor.
Ilustración 1.11 Factor de ruido
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¿Qué caracteriza al ruido térmico (Ruido Johnson-Nyquist)?
Es generado por el movimiento aleatorio de electrones debido a la temperatura.
Es provocado por fluctuaciones en el flujo de corriente en dispositivos de estado sólido.
Se produce por la mezcla de múltiples señales de frecuencia, generando componentes adicionales.
¿Qué tipo de ruido es conocido como 'ruido rosa'?
Ruido de Flicker (Ruido 1/f)
Ruido de Disparo (Ruido de Schottky)
Ruido Impulsivo
¿Cuál es la característica principal del ruido impulsivo?
Pulsos esporádicos de alta amplitud y corta duración.
Presente en dispositivos semiconductores a bajas frecuencias.
Aumenta en intensidad a medida que disminuye la frecuencia.