ফ্লিকার নয়েজ: কাজ করা, নির্মূল করা, পার্থক্য এবং এর প্রয়োগ

একটি অপ-অ্যাম্পে বিভিন্ন শব্দের উত্স রয়েছে ( কর্মক্ষম পরিবর্ধক ) কিন্তু সবচেয়ে রহস্যময় শব্দের উৎস হল ফ্লিকার নয়েজ। ট্রানজিস্টরের পক্ষপাতি স্রোতের কারণে পরিবাহী লেনের মধ্যে অনিয়ম এবং শব্দের কারণে এটি ঘটে। এই শব্দটি ফ্রিকোয়েন্সির মাধ্যমে বিপরীতভাবে বৃদ্ধি করে, এইভাবে এটিকে প্রায়শই 1/f শব্দ বলা হয়। এই শব্দ উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে এখনও বিদ্যমান; যদিও op-amp-এর অন্যান্য শব্দের উৎসগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে শুরু করে, 1/f নয়েজ প্রভাবের বিরোধিতা করে। এই গোলমাল অপারেশনালের মতো সমস্ত ইলেকট্রনিক্সকে প্রভাবিত করবে পরিবর্ধক কিন্তু, এই শব্দ উৎসের কম-ফ্রিকোয়েন্সি ডেটা অধিগ্রহণ সিস্টেমের মধ্যে সীমাবদ্ধতা নেই। কম অফসেট ড্রিফ্ট এবং কম প্রারম্ভিক অফসেটের মতো সেরা ডিসি পারফরম্যান্স প্রদানের জন্য, জিরো-ড্রিফ্ট অ্যামপ্লিফায়ারগুলির ফ্লিকার নয়েজ দূর করার জন্য অতিরিক্ত সুবিধা রয়েছে, যা কম-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা ঝিকিমিকি শব্দ - কাজ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন।

ফ্লিকার নয়েজ/ফ্লিকার নয়েজ সংজ্ঞা কী?

ফ্লিকার নয়েজ বা 1/f নয়েজ হল এক ধরনের ইলেকট্রনিক শব্দ যা প্রায় সমস্ত ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ঘটে এবং বেস কারেন্টের কারণে একটি পরিবাহী চ্যানেলের মধ্যে অমেধ্য, জেনারেশন এবং ট্রানজিস্টরের মধ্যে রিকম্বিনেশন শব্দের মতো অন্যান্য বিভিন্ন প্রভাবের সাথে আসতে পারে। এই শব্দটিকে প্রায়শই গোলাপী শব্দ বা 1/f শব্দ বলা হয়। এই শব্দটি প্রধানত সমস্ত ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ঘটে এবং এর বিভিন্ন কারণ রয়েছে যদিও এগুলি সাধারণত সরাসরি প্রবাহের সাথে সম্পর্কিত। এটি অনেক ইলেকট্রনিক ক্ষেত্রে তাৎপর্যপূর্ণ এবং এটি আরএফ উত্স হিসাবে ব্যবহৃত অসিলেটরগুলিতে তাৎপর্যপূর্ণ।

এই শব্দটি কম-ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ নামেও পরিচিত কারণ ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানো হলে এই শব্দের পাওয়ার বর্ণালী ঘনত্ব বৃদ্ধি পাবে। এই শব্দটি সাধারণত কয়েক KHz এর নিচে লক্ষ্য করা যায়। ফ্লিকার নয়েজ ব্যান্ডউইথ 10 MHz থেকে 10 Hz পর্যন্ত।

ফ্লিকার নয়েজ ইকুয়েশন

প্রায় সমস্ত ইলেকট্রনিক উপাদানে ফ্লিকার শব্দ সহজভাবে ঘটে। তাই এই শব্দটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যেমন ট্রানজিস্টর এবং বিশেষত সম্পর্কে উল্লেখ করা হয়েছে MOSFET ডিভাইস এই গোলমাল হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে

S(f) = K/f

ফ্লিকার নয়েজ কাজের নীতি

ফ্লিকার নয়েজ তাপীয় শব্দের স্তরের উপরে সামগ্রিক শব্দের মাত্রা বাড়িয়ে কাজ করে, যা সমস্ত প্রতিরোধকগুলিতে উপস্থিত থাকে। এই শব্দটি কেবল মোটা-ফিল্মে পাওয়া যায় এবং কার্বন-কম্পোজিশন প্রতিরোধক , যেখানেই এটি অতিরিক্ত শব্দ হিসাবে পরিচিত, বিপরীতে, তারের-ক্ষত প্রতিরোধকগুলিতে ফ্লিকার শব্দের সর্বনিম্ন পরিমাণ থাকে।

এই গোলমাল চার্জ বাহক দ্বারা সৃষ্ট হতে পারে যেগুলি আটকে থাকে এবং দুটি উপাদানের ইন্টারফেসের মধ্যে এলোমেলোভাবে মুক্তি পায়। এইভাবে এই ঘটনাটি সাধারণত সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে ঘটে যা বৈদ্যুতিক সংকেত রেকর্ড করার জন্য ইন্সট্রুমেন্টেশন এমপ্লিফায়ারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

এই শব্দটি কেবলমাত্র কম্পাঙ্কের বিপরীতের সমানুপাতিক। আরএফ অসিলেটরের মতো অনেক অ্যাপ্লিকেশনে, এমন অনেক অঞ্চল রয়েছে যেখানে শব্দের প্রাধান্য রয়েছে এবং অন্যান্য অঞ্চল যেখানে শট নয়েজ এবং তাপীয় শব্দের মতো উত্স থেকে সাদা আওয়াজ প্রাধান্য পায়। সাধারণত, কম ফ্রিকোয়েন্সিতে এই শব্দটি সঠিকভাবে ডিজাইন করা সিস্টেমকে প্রাধান্য দেয়।

1/F গোলমাল দূর করা

সাধারণত, কাটা বা চপার অ্যামপ্লিফায়ারের অফসেট ভোল্টেজ কমানোর জন্য স্টেবিলাইজেশন কৌশল ব্যবহার করা হয়। কিন্তু, যেহেতু ফ্লিকার নয়েজ ডিসি লো-ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজের কাছাকাছি, তাই এই কৌশলটি ব্যবহার করে এটি দক্ষতার সাথে হ্রাস করা হয়। এই কৌশলটি সহজভাবে i/p পর্যায়ে i/p সংকেতগুলিকে কাটা বা পরিবর্তন করে কাজ করে এবং তারপরে আবার o/p পর্যায়ে সংকেতগুলিকে কেটে দেয়। তাই এই সমান মড্যুলেশন একটি বর্গাকার তরঙ্গ সহ।

উপরের ADA4522 ব্লক ডায়াগ্রামে, i/p সংকেতকে CHOP-এ চপিং ফ্রিকোয়েন্সিতে সহজভাবে পরিবর্তন করা যেতে পারে। _{ভিতরে} মঞ্চ CHOP-এ i/p সংকেত _আউট পর্যায়টি সিঙ্ক্রোনাসভাবে তার প্রারম্ভিক ফ্রিকোয়েন্সিতে ফিরে আসে এবং একই সময়ে, অ্যামপ্লিফায়ার i/p পর্যায়ের ফ্লিকার নয়েজ এবং অফসেটকে কেবল চপিং ফ্রিকোয়েন্সিতে মড্যুলেট করা হয়।

আসল অফসেট ভোল্টেজ হ্রাস করার পাশাপাশি, অফসেট এবং কমন-মোড ভোল্টেজের মধ্যে পরিবর্তন হ্রাস পায়, যা খুব ভাল ডিসি লিনিয়ারিটি এবং একটি উচ্চ CMRR (সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান অনুপাত) প্রদান করে। চপিং অফসেট ভোল্টেজ ড্রিফট এবং তাপমাত্রাও হ্রাস করে, এই কারণে, যে পরিবর্ধকটি কাটা ব্যবহার করে তাকে প্রায়শই জিরো-ড্রিফ্ট এম্প্লিফায়ার বলা হয়। এখানে, একটি প্রধান বিষয় যা আমাদের বিবেচনা করা দরকার তা হল, জিরো-ড্রিফ্ট অ্যামপ্লিফায়ারগুলি কেবলমাত্র অ্যামপ্লিফায়ারের ফ্লিকার শব্দকে সরিয়ে দেয়। সেন্সরের মতো বিভিন্ন উত্স থেকে যেকোন ফ্লিকার শব্দ অপরিবর্তিত হয়ে যাবে।

কাটার জন্য ব্যবহৃত ট্রেড-অফ হল এটি আউটপুটে নিদর্শন পরিবর্তন করে এবং ইনপুট পক্ষপাত কারেন্টকে উন্নত করে। অ্যামপ্লিফায়ার আউটপুটে, অসিলোস্কোপে একবার দেখা হলে রিপল এবং গ্লিচগুলি দৃশ্যমান হয় এবং স্পেকট্রাম বিশ্লেষকের সাথে দেখা হলে শব্দের বর্ণালী ঘনত্বে শব্দের স্পাইকগুলি দৃশ্যমান হয়। এনালগ ডিভাইস থেকে, ADA4522 জিরো-ড্রিফট এমপ্লিফায়ার ফ্যামিলির মতো নতুন জিরো-ড্রিফ্ট অ্যামপ্লিফায়ারগুলি স্যুইচিং আর্টিফ্যাক্টগুলি কমাতে একটি পেটেন্ট অফসেট এবং একটি রিপল কারেকশন লুপ সার্কিট ব্যবহার করে।

চপিং এডিসি এবং এর জন্যও ব্যবহৃত হয় ইন্সট্রুমেন্টেশন এমপ্লিফায়ার . AD8237 ট্রু রেল-টু-রেল, AD7124-4 কম শব্দ এবং কম শক্তি, জিরো-ড্রিফট ইন্সট্রুমেন্টেশন এমপ্লিফায়ার, 24-বিট Σ-Δ ADC, 32-বিট Σ-Δ ADC এর মতো বিভিন্ন ডিভাইসে এই শব্দটি দূর করতে চপিং ব্যবহার করা হয় , AD7177-2 আল্ট্রালো নয়েজ, ইত্যাদি।

বর্গাকার তরঙ্গ মড্যুলেশন ব্যবহার করার একটি প্রধান ত্রুটি হল এই তরঙ্গগুলির বিভিন্ন হারমোনিক্স রয়েছে। সুতরাং, প্রতিটি সুরেলা এ শব্দ dc ব্যাক demodulated করা হবে. এর পরিবর্তে, যদি আমরা সাইন ওয়েভ মড্যুলেশন ব্যবহার করি, তবে এটি শব্দের জন্য অনেক কম ঝুঁকিপূর্ণ এবং বড় শব্দে অত্যন্ত ছোট সংকেতকে উন্নত করতে পারে অন্যথায় হস্তক্ষেপের উপস্থিতি। তাই লক-ইন অ্যামপ্লিফায়ারের মাধ্যমে এই পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়।

থার্মাল নয়েজ এবং ফ্লিকার নয়েজের মধ্যে পার্থক্য

তাপীয় শব্দ এবং ফ্লিকার শব্দের মধ্যে পার্থক্য নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

MOSFET এ ফ্লিকার নয়েজ কি?

MOSFET-এর উচ্চ কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি (fc) যেমন GHz রেঞ্জের মতো বিজেটি & JFET-এর কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি কম থাকে যেমন 1 kHz। সাধারণত, কম ফ্রিকোয়েন্সিতে JFETগুলি BJT-এর তুলনায় বেশি শব্দ প্রদর্শন করে এবং তাদের উচ্চ 'fc' হতে পারে যেমন বেশ কয়েকটি kHz এবং ফ্লিকার নয়েজের জন্য পছন্দ করা হয় না।

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

দ্য ফ্লিকার শব্দ সুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এটি একটি কম কম্পাঙ্কের শব্দ তাই, যদি ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ে তবে এই শব্দটি হ্রাস পাবে।
• এটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির মধ্যে একটি অন্তর্নিহিত শব্দ যা ডিভাইসগুলির উত্পাদন পদ্ধতি এবং পদার্থবিদ্যা সম্পর্কিত।
• প্রভাবগুলি সাধারণত ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির মধ্যে কম ফ্রিকোয়েন্সিতে পরিলক্ষিত হয়।

দ্য ফ্লিকার শব্দ অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• যেকোনো নির্ভুল ডিসি সিগন্যাল চেইনে, এই গোলমাল কর্মক্ষমতা সীমিত করতে পারে।
• সামগ্রিক শব্দের স্তরটি সমস্ত ধরণের প্রতিরোধকের তাপীয় শব্দ স্তরের উপরে বাড়ানো যেতে পারে।
• এটি ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরশীল।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য ফ্লিকার শব্দের অ্যাপ্লিকেশন e নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই শব্দটি কিছু প্যাসিভ ডিভাইস এবং সমস্ত সক্রিয় ইলেকট্রনিক উপাদানে পাওয়া যায়।
• এই ঘটনাটি সাধারণত সেমিকন্ডাক্টরের মধ্যে ঘটে যা প্রধানত ইন্সট্রুমেন্টেশন এমপ্লিফায়ারে বৈদ্যুতিক সংকেত রেকর্ড করতে ব্যবহৃত হয়।
• BJT-তে এই গোলমাল ডিভাইসের পরিবর্ধক সীমাবদ্ধতা নির্ধারণ করে।
• এই শব্দটি কার্বন কম্পোজিশনের প্রতিরোধকগুলিতে ঘটে।
• সাধারণত, এই শব্দটি সক্রিয় ডিভাইসগুলিতে ঘটে কারণ চার্জটি এলোমেলো আচরণ বহন করে।

প্রশ্ন)। কেন ফ্লিকার নয়েজকে গোলাপী বলে মনে করা হয়?

গোলাপী শব্দকে ফ্লিকার নয়েজও বলা হয় কারণ এর বর্ণালী শক্তির ঘনত্ব প্রতি অক্টেভ 3 ডিবি দ্বারা হ্রাস পায়। সুতরাং, গোলাপী নয়েজ ব্যান্ড শক্তি কম্পাঙ্কের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। যখন ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হয়, তখন শক্তি কম হয়।

প্রশ্ন), কিভাবে আমি ফ্লিকারিং নয়েজ থেকে পরিত্রাণ পেতে পারি?

এই গোলমাল একটি হেলিকপ্টার স্থিরকরণ কৌশলের মাধ্যমে দক্ষতার সাথে হ্রাস করা যেতে পারে যেখানে পরিবর্ধকের অফসেট ভোল্টেজ হ্রাস করা হয়।

প্রশ্ন)। ফ্লিকার নয়েজ কিভাবে পরিমাপ করা হয়?

কারেন্ট বা ভোল্টেজের ফ্লিকার শব্দ পরিমাপ অন্যান্য ধরণের শব্দ পরিমাপের মতোই করা যেতে পারে। স্যাম্পলিং স্পেকট্রাম বিশ্লেষক যন্ত্রটি গোলমাল থেকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের নমুনা নেয় এবং FFT অ্যালগরিদমের মাধ্যমে ফুরিয়ার রূপান্তর গণনা করে। এই শব্দ সম্পূর্ণরূপে পরিমাপ করার জন্য এই যন্ত্রগুলি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে না। সুতরাং, স্যাম্পলিং যন্ত্র হল ব্রডব্যান্ড এবং উচ্চ শব্দ আছে। এগুলি একাধিক নমুনা ট্রেস ব্যবহার করে এবং তাদের গড় করে শব্দ কমাতে পারে। প্রচলিত-টাইপ স্পেকট্রাম বিশ্লেষক যন্ত্রগুলির সংকীর্ণ-ব্যান্ড অধিগ্রহণের কারণে এখনও উচ্চতর SNR রয়েছে।

এইভাবে, এই ফ্লিকার শব্দের একটি ওভারভিউ - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা। ফ্লিকার শব্দের বৈশিষ্ট্য হল; যখন ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পায় তখন এই শব্দটি বৃদ্ধি পায়, এই শব্দটি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের মধ্যে একটি ডিসি কারেন্টের সাথে যুক্ত থাকে এবং এটি প্রতিটি অক্টেভে একই শক্তি উপাদান অন্তর্ভুক্ত করে। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, সাদা গোলমাল কি?