Anexo_UI_ _Introduccion_al_ruido

ANEXO UNIDAD 1 - INTRODUCCIÓN AL RUIDO
Ruido eléctrico
Se define como ruido eléctrico a cualquier energía eléctrica indeseable que queda dentro de la
banda de paso de la señal.

Clasificación del ruido
Se puede clasificar al ruido en dos categorías:
 Ruido correlacionado: existe una relación entre la señal y el ruido.
 Ruido no correlacionado: está presente siempre, exista o no una señal.Ruido no correlacionado
El ruido no correlacionado se subdivide en dos categorías:
 Ruido externo: es el que se genera fuera del dispositivo o circuito de interés.
 Ruido interno: es el que se genera como interferencia eléctrica dentro del dispositivo o
circuito de interés.

Ruido externo
Hay tres clases posibles de ruido externo:
 Ruido atmosférico.
 Ruido extraterrestre.
 Ruido causado por elhombre.

Ruido atmosférico
El ruido atmosférico se origina en perturbaciones eléctricas naturales que se generan
dentro de la atmósfera terrestre. Se lo suele llamar también electricidad estática. La
magnitud de este ruido es inversamente proporcional a su frecuencia, por lo cual es
insignificante en altas frecuencias (
).

Ruido extraterrestre
El ruido extraterrestre consiste en señales eléctricasque se originan fuera de la
atmósfera de la tierra. Proviene del sol y del resto del cosmos.

Ruido causado por el hombre
El ruido causado por el hombre es el que se genera por mecanismos que producen
chispas. Tiene una naturaleza pulsante y contiene una amplia gama de frecuencias.

Ruido interno
Hay tres clases principales de ruido interno:
 Ruido de disparo.
 Ruido de tiempo de tránsito.
Ruido térmico.

1

Ruido de disparo
El ruido de disparo se produce en todos los dispositivos semiconductores (y en las
válvulas de vacío) y se debe a la difusión aleatoria de portadores minoritarios y a la
generación y recombinación aleatorias de los pares hueco-electrón.
Si se observa en un osciloscopio con detalle la corriente que circula por un dispositivo
electrónico semiconductor se verá quefluctúa aleatoriamente alrededor de un valor
medio.

Espectro de densidad de potencia de ruido de disparo
Como la corriente de ruido de disparo es aleatoria, no puede especificarse como
función del tiempo. Sin embargo la componente fluctuante representa una señal
aleatoria estacionaria y se especifica por medio de su espectro de densidad de
potencia
(la es de corriente).

Ruido de tiempo detránsito
Cualquier modificación a una corriente de portadores cuando pasan de la entrada a la
salida de un dispositivo produce una variación irregular y aleatoria, que se clasifica como
ruido de tiempo de tránsito. Cuando el tiempo que tarda un portador en propagarse por
un dispositivo es parte apreciable del tiempo de un ciclo de la señal, este ruido se hace
perceptible.

Ruido térmico
El ruido térmicose debe al movimiento aleatorio de los electrones libres en medios
conductores tales como resistores. Debido a su energía térmica, cada electrón libre
dentro de un resistor está en movimiento y su trayectoria es aleatoria debido a sus
colisiones con la estructura molecular. El efecto neto del movimiento de todos los
electrones constituye una corriente eléctrica que fluye a través del resistor. Ladirección
del flujo de corriente es aleatoria y su valor medio es nulo. Su espectro de densidad de
potencia está dado por:

Donde es la constante de Boltzman (
), es la conductancia del resistor
y es el número promedio de colisiones por segundo de un electrón. La Figura 0.1 ilustra
la forma de este espectro.
El valor de es
,
por lo cual para frecuencias
menores
a
podemos considerar a la
densidad depotencia
constante e igual a:
Figura 0.1 - Espectro de densidad de potencia de la corriente de ruido
térmico

La densidad espectral de potencia para la tensión de ruido tendrá una expresión como la
que sigue:
2

Como la densidad espectral de potencia se considera constante y continua en el espectro
de frecuencia es que al ruido térmico también se lo llama ruido blanco.
La contribución del...