Um baixo

O ruído está ao nosso redor e, embora o ruído acústico seja fácil de detectar usando nossos ouvidos, o ruído eletrônico é muito mais difícil de quantificar, mesmo com os instrumentos certos. Um analisador de espectro é a ferramenta mais conveniente para medições de ruído, mas também adiciona ruído próprio a qualquer sinal que você esteja observando. [Limpkin] tem trabalhado na medição de sinais de ruído muito pequenos usando um analisador de espectro e compartilhou seus resultados em uma postagem de blog abrangente.

A meta que ele mesmo estabeleceu foi medir o ruído produzido por um resistor de 50 Ohm, que é a impedância mais comumente vista nas entradas e saídas dos sistemas de RF. A fórmula para a potência de ruído Johnson-Nyquist nos diz que a tensão de ruído esperada em uma largura de banda de um hertz é de apenas 0,9 nanovolts – minúscula para qualquer padrão e uma ordem de magnitude menor que o nível de ruído de um analisador de espectro típico. [Limpkin] portanto projetou um amplificador e um buffer de sinal para aumentar o sinal de ruído por um fator de 100, usando amplificadores operacionais de ruído ultrabaixo funcionando com um par de baterias de nove volts.

No entanto, havia um problema com esse circuito: qualquer tensão DC perdida presente em sua entrada também seria amplificada a níveis que poderiam danificar a porta de entrada sensível do analisador. Para evitar isso, [Limpkin] decidiu adicionar um circuito clipper ao seu amplificador. Consiste em um par de comparadores que monitoram continuamente a tensão de saída do amplificador e a desconectam por meio de uma chave de silício se ultrapassar 200 milivolts. [Limpkin] empacotou seu circuito em uma caixa lindamente usinada e fez vários testes para garantir que o clipper funcionasse de maneira confiável, mesmo na presença de transientes de entrada rápidos.

Com o cortador no lugar, era seguro executar as medições de ruído planejadas. O resultado final? Cerca de 0,89 nV, exatamente como previsto pela teoria. A medição de sinais de nível nanovolt geralmente requer equipamentos extremamente precisos e muitos truques para minimizar o ruído. Às vezes, porém, o ruído é exatamente o que você precisa para fazer um transmissor de rádio. Obrigado pela dica, [alfonso32]!