Qué es el Ruido

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¿Qué es el Ruido?

El Ruido es una señal aleatoria inherente en todos los componentes físicos. Directamente limita la detección y procesamiento de toda la información. La forma más común de ruido es el Ruido Blanco Gaussiano , causado por los múltiples procesos aleatorios de la corriente eléctrica o por las agitaciones térmicas de elementos conductivos.

¿Porqué es importante?

Debido a que el ruido electrónico es ubicuo, presente en todos los componentes pasivos y activos, es crítico para los ingenieros caracterizar y entender cómo es una limitante en la transmisión de la información.

¿Qué significa el término "Gaussiano"?

El termino de Gaussiano se refiere a la distribución de voltaje de la fuente de ruido. Debido a su carácter aleatorio, el ruido de voltaje de un componente normalmente es una distribución de Gauss. Esto se caracteriza por su valor medio y excursiones de voltaje aleatorias que siguen forma de una campana o curva de Gaussiana.

Cuál es el siginificado del término "Blanco"

Blanco se refiere a la fuente de ruido de potencia de densidad espectral, que es idealmente plano con la frecuencia. En realidad, en algún punto --debido al desfase- hay una reducción en el nivel de ruido medible.

Qué es AWGN?

El término ruido blanco aditivo gaussiano (AWGN, Additive White Gaussian Noise) se refiere al hecho de que finalmente el ruido se combina con la señal deseada y es un importante factor limitante en la transmisión de información.

Qué es el ENR

ENR se refiere a la Razón de Exceso de Ruido (Excess Noise Ratio), es cual es 10log[(Th-290/290)], es esencialmente una medida normalizada de que tanta fuente de ruido está por encima de su potencia. A ENRs altos >15 db(decibeles) la densidad de potencia puede ser aproximada al añadir el ENR a -174 dBm/Hz

¿Qué es el CNR?

La razón portadora a ruido (CNR, Carrier to Noise Ratio) es el nivel relativo de potencia de la portadora de la señal con respecto al nivel de ruido en un sistema. Determina básicamente la calidad del sistema. La portadora se refiere a la señal de información en este caso.

¿Qué es el BER?

El BER (bit error rate) o la razón de error de bit es frecuencia de errores que ocurren cuando los bits son transmitidos en un sistema digital. Criticamente, está en función de la relación señal a ruido (SNR) o relación portadora a ruido (CNR).

¿Qué es el Eb/No?

Eb/No es basicamente la energy por bit dividida por la densidad de ruido. Es esencialmente una relación portadora a ruido (CNR, Carrier to Noise Ratio) normalizada para sistemas digitales.

¿Qué es la Figura de Ruido?

La figura de ruido es definida como la relación de la señal a la potencia del ruido en la salida de la señal a la potencia de ruido en la salida de un dispositivo. En otras palabras, es la degradación de la relación de la señal a ruido mientras la señal está pasando por el dispositivo. Debido a que el nivel de ruido de la entrada es usualmente ruido térmico de la fuente, la convención es adoptar una temperatura de referencia de 290°K. La figura de ruido viene a ser la relación de la potencia de salida de ruido total a la proporción de la salida de potencia de ruido ocasionado al ruido en la entrada cuando la fuentes es 290°K.

¿Cuáles son los usos comunes de una fuente de ruido?

Las fuentes de ruido se utilizan para medir la figura de ruido, provee una fuente de AWGN para generar (Carrier to Noise Ratio) or Eb/No o para medir los índices de error, y son utilizados como una fuente económica de potencia de banda ancha para poder construir aplicaciones para prueba tales como calibradores de fuerza de señales y aplicaciones de radar. Se pueden utilizar para aumentar en rango dinámico de convertidores analógicos a digitales por difuminado y reduccir el ruido correlacionado. Estos a menudo se encuentran en la unidad de disco de prueba, pruebas inalámbricas, tanto de televisión por cable (CATV) analógico y DOCSYS, Comunicaciones vía satélite para BER (Bit Error Rate) y figuras de ruido, así también se emplea como una fuente de Jitter.

¿Qué tipos de fuentes de ruido están disponibles?

Las fuentes de ruido puede ser un simple diodo de ruido que genera un bajo nivel de ruido, para fuentes de ruido amplificado en múltiples formas para generadores de ruido con grado de instrumentación, que amplifiquen, atenuen y procesen el rudio y una señal añadida por el usuario. Los diodos de ruido vienen en una variedad de paquetes y pueden ser para montaje en superficie o DIP para montaje PCB o coaxial para la integración de sistemas.

¿Cómo son especificadas y probadas las fuentes de ruido?

Las fuentes de ruido suelen ser probadas de acuerdo con su nivel de salida. Las fuentes de ruido que se utilizan en aplicaciones de figura de ruido son generalmente de 6 a 30 dB en ENR. Estos uisualmente requieren un medidor de figura de ruido o un radiometro dedicado, debido a sus bajos niveles de potencia. Ya que el valor de ENR se utiliza para calcular la figura de ruido directamente, fuentes de ruido de baja potencia tipicamente son ofrecidos con valores de ENR calibrados. Fuentes de ruido con mayor potencia típicamente son ofrecidas con medidores de potencia agregados tales como un potenciometro con aplanamiento del espectro sobre un analizador de espectros.



Datos del Autor:
Ed Garcia es fundador de NoiseWave Corporation,
February 2008 High Frequency Electronics Magazine

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