Elektrisk støj og interferens

Wireless Interference and Sonos (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Elektrisk støj og interferens

AC elektriske kredsløb


Spørgsmål 1

Definer, hvad støj betyder, i ordets elektriske betydning. Hvordan sammenligner elektrisk støj og kontrasterer med lydlyd "# 1"> Reveal svar Skjul svar

Elektrisk støj består af tilfældige spændings- og / eller aktuelle signaler, som normalt har en bred vifte af frekvenser.

Bemærkninger:

For et godt overblik over elektrisk støj, se Texas Instruments 'online manual, Op Amps For All, sektioner 10-1 til 10-12.

Spørgsmål 2

Definer følgende støjtyper, alt efter hvordan hver enkelt genereres i elektroniske kredsløb:

Shot noise
Termisk ("Johnson") støj
Flimmer (eller 1 / f) støj

Identificer også den vigtigste faktor, der er ansvarlig for amplituden af ​​hver støjtype.

Reveal svar Skjul svar

Skudstøj genereres af individuelle elektroner "hopper" over en slags barrierepotentiale, da de rejser gennem et ledende stof. Skudstøj er proportional med mængden af ​​elektrisk strøm, der går gennem en leder.

Termisk støj, også kendt som Johnson støj, skyldes tilfældig bevægelse af elektroner på grund af termisk energi. Som man kan gætte, er denne type støj proportional med ledertemperaturen.

Flimmerstøj, eller 1 / f-støj, er karakteriseret ved en størrelsesorden, der er omvendt proportional med frekvensen. Lidt er kendt om oprindelsen af ​​denne type støj, men det er proportional med mængden af ​​likestrøm, ligesom skudt støj, og det kan også mildnes ved hjælp af de samme kontroller.

Bemærkninger:

Støj er et meget komplekst emne inden for elteknik, og sandsynligvis uden for rammerne af dine elevernes kursusarbejde. Dette spørgsmål er virkelig bare at ridse overfladen af ​​støj teori.

For et godt overblik over elektrisk støj, se Texas Instruments 'online manual, Op Amps For All, sektioner 10-1 til 10-12.

Spørgsmål 3

Hvad er forskellen mellem hvid støj og pink støj ?

Hvid støj i lydområdet anses generelt for at være behageligt for det menneskelige øre. Identificer en kilde af "hvid" støj, som alle let kan opleve for sig selv.

Reveal svar Skjul svar

Forskellen har at gøre med fordelingen af ​​støjamplitude i forhold til støjfrekvensen. Tip: sammenlign rødt lys med "hvidt" lys.

Med hensyn til hvid støj har alle hørt det mindst en i deres liv, men de fleste ved ikke hvad man skal kalde det!

Bemærkninger:

Forklar til dine elever, at andre farver bruges til at kategorisere spektrale fordelinger af forskellige støjtyper:

Lilla = f 2 (direkte proportional med firkantet frekvens)
Blå = f (direkte proportional med frekvensen)
Hvid = 1 (konstant amplitude)
Pink = 1 / f (omvendt proportional med frekvensen)
Rød / Brun = 1 / f 2 (omvendt proportional med kvadratfrekvens)

Og selvfølgelig er der sådanne lyde, der ikke pænt falder ind i nogen af ​​disse kategorier.

For et godt overblik over elektrisk støj, se Texas Instruments 'online manual, Op Amps For All, sektioner 10-1 til 10-12.

Spørgsmål 4

En almindelig fejl, der gøres ved installation af afskærmet kabel, er at forbinde begge ender af kabelens skærmleder til jordbunden:

Tilslutning af begge ender af et kabels skærmleder til jord skaber noget kaldet en jordsløjfe . Jo længere den fysiske afstand mellem kabelens ender er, jo værre bliver "ground loop" problemet. Forklar hvorfor.

Reveal svar Skjul svar

Støjspændingskilder, der er til stede i jorden (naturlige fænomener, strømsystemets strømme, jordbundsstråling af radiosender osv.) Vil medføre støjstrøm i "ground loop" kredsløbet, som vil kobles til kabelens ledningsføring via gensidig induktans.

Opfølgningsspørgsmål: redraw den skematiske, der viser støj spændingskilde (r) som et enkelt vekselstrømssymbol i loop.

Bemærkninger:

Bemærk til dine elever, at dette problem er langt mere akut, hvis ledningsføringen er enkeltledere (ubalanceret, som et koaksialkabel) i stedet for snoet par (afbalanceret). Selv når der anvendes et twisted pair-kabel i et afbalanceret kredsløb, skal man dog sørge for at undgå jordløjfer for ikke at skabe unødige stier til støj.

I nogle tilfælde kan støjstrømmene være så alvorlige, at ledningsskaderne resulterer. Jeg (Tony Kuphaldt) plejede at arbejde som tekniker på en aluminiumsmelteanlæg, hvor ekstremt høje niveauer af elektrisk strøm blev brugt til at smelte aluminium fra malm. På grund af procesens art rejste flere tusinde ampere af støjende "DC" strøm gennem jorden fra "potline" systemet på grund af uundgåelige jordfejl. Jordbunden var i bedste fald et elektrisk støjende tilslutningspunkt! Jordsløjfer var simpelthen ikke acceptable, da kabelafskærmningskablerne ville udføre tilstrækkelig likestrøm til faktisk at forårsage skade på nogle steder!

For at give dig et mere grafisk billede af problemets sværhedsgrad så jeg en instans, hvor en entreprenør rørte ved spidsen af ​​en elektrisk boremaskine (sikkerhedsforbundet gennem forlængerledningen i en stikkontakt ca. 30 meter væk) til et stykke stålforstærkningsstang hvor betonen skulle hældes, og faktisk lavede en gnist! Sådan var størrelsen af ​​jordstrømmen ved denne anlæg, at der var tilstrækkeligt potentiale mellem afstanden af ​​afstanden, der var dækket af forlængerledningen, for at tegne en bue mellem de to jordpunkter (spjældet og sikkerhedsbunden nær beholderen). Det var ironisk nok, at dette var et tilfælde, hvor den jordede boremotor kasse præsenterede en chok fare for enhver, der arbejder rundt på spjældet!

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →