ضجيج (إلكترونيات): الفرق بين النسختين

[مراجعة غير مفحوصة][مراجعة غير مفحوصة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط ضجيج(إلكترونيات) تم نقلها إلى ضجيج (إلكترونيات): وضع مسافة فاصلة
CipherBot (نقاش | مساهمات)
ط تدقيق إملائي وتنسيق
سطر 1:
'''ضجيج إلكتروني''' <ref name=noise>{{cite book|author=C.D. Motchenbacher, J.A. Connelly |title=Low-noise electronic system design|publisher=Wiley Interscience|year=1993}}</ref> هو تذبذبات عشوائية في الإشارة الكهربية ، و هووهو سمة مميزة لجميع الدوائر الإلكترونية . يختلف الضجيج الناتج عن الأجهزة الإلكترونية اختلافا كبيرا بسبب أنه يمكن أن ينتج عن عدة تأثيرات مختلفة . ، يعتبر الضجيج الحراري أكثر مصادر الضجيج الالكترونيالإلكتروني التي لا مفر من وجوده عند درجات الحرارة فوق الصفر المطلق ، بينما تعتمد الأنواع الأخريالأخرى غالبا علي نوع الجهاز الإلكتروني ( مثل ضجيج الاصطدام الذي يحتاج حاجز جهد عال )،أو جودة التصنيع و عيوبوعيوب مادة شبه الموصل (مثل تذبذبات التوصيل بما فيها من ضجيج مقلوب التردد).
 
في أنظمة الإتصالاتالاتصالات ، يعتبر الضجيج الإلكتروني علي أنه خطأ أو اضطراب عشوائي غير مرغوب فيه في المعلومة المفيدة التي تحملها الإشارة الكهربية.الضجيج هو محصلة الطاقة الغير مرغوب فيها و التيوالتي تنتج من مصادر طبيعية اوأو بشرية . لكن في العادة يتم تمييز الضجيج من التداخل (مثل التشويش الغير متعمّد أو المتعمّد أو أي تداخل كهرومغناطيسي غير مرغوب فيه بين أجهزة إرسال محددة ), و كمثالوكمثال علي ذلك حسابات نسبة الإشارة إلي الشوشرة (SNR), نسبة الإشارة إلي التداخل (SIR) ، نسبة الإشارة إلي مجموع الشوشرة و التداخلوالتداخل (SNIR) . في العادة أيضا ، يتم تمييز الضجيج من التشويه ، وهو يعبر التغيير الغير مرغوب فيه الحاصل في الشكل الموجي للإشارة الكهربية, و كمثالوكمثال علي ذلك حساب نسبة الإشارة إلي الشوشرة و التشويهوالتشويه (SINAD). في أنظمة الإتصالاتالاتصالات التناظرية معدّلة الحامل ذات النطاق التمريري المحدد ، تؤدي نسبة الحامل إلي الضجيج (CNR) - التي تتحدد عند مدخل المستقبل اللاسلكي- إلي نسبة إشارة إلي ضجيج محددة في إشارة الرسالة التي يتم كشفها. في أنظمة الإتصالاتالاتصالات الرقمية , ، تؤدي نسبة الطاقة لكل بت إلي طاقة الضجيج (Eb/N0) لحدوث معدل خطأ محدد في الرقم الثنائي ( BER).
 
علي الرغم من عدم الرغبة بصفة عامة في الضجيج الإلكتروني ، الا انه يساعد في بعض الأغراض النافعة في عدد من التطبيقات مثل توليد الاعداد عشوائيا و تصفيفوتصفيف البكسل ( عنصر الصورة ) لعدد محدد من الألوان
في أنظمة الإتصالات ، يعتبر الضجيج الإلكتروني علي أنه خطأ أو اضطراب عشوائي غير مرغوب فيه في المعلومة المفيدة التي تحملها الإشارة الكهربية.الضجيج هو محصلة الطاقة الغير مرغوب فيها و التي تنتج من مصادر طبيعية او بشرية . لكن في العادة يتم تمييز الضجيج من التداخل (مثل التشويش الغير متعمّد أو المتعمّد أو أي تداخل كهرومغناطيسي غير مرغوب فيه بين أجهزة إرسال محددة ), و كمثال علي ذلك حسابات نسبة الإشارة إلي الشوشرة (SNR), نسبة الإشارة إلي التداخل (SIR) ، نسبة الإشارة إلي مجموع الشوشرة و التداخل (SNIR) . في العادة أيضا ، يتم تمييز الضجيج من التشويه ، وهو يعبر التغيير الغير مرغوب فيه الحاصل في الشكل الموجي للإشارة الكهربية, و كمثال علي ذلك حساب نسبة الإشارة إلي الشوشرة و التشويه (SINAD). في أنظمة الإتصالات التناظرية معدّلة الحامل ذات النطاق التمريري المحدد ، تؤدي نسبة الحامل إلي الضجيج (CNR) - التي تتحدد عند مدخل المستقبل اللاسلكي- إلي نسبة إشارة إلي ضجيج محددة في إشارة الرسالة التي يتم كشفها. في أنظمة الإتصالات الرقمية , ، تؤدي نسبة الطاقة لكل بت إلي طاقة الضجيج (Eb/N0) لحدوث معدل خطأ محدد في الرقم الثنائي ( BER).
 
 
علي الرغم من عدم الرغبة بصفة عامة في الضجيج الإلكتروني ، الا انه يساعد في بعض الأغراض النافعة في عدد من التطبيقات مثل توليد الاعداد عشوائيا و تصفيف البكسل ( عنصر الصورة ) لعدد محدد من الألوان
==الأنواع <ref name=noise/>==
=== الضجيج الحراري ===
يظهر في المقاومات بمقهومها العريض ، إذ تخضع الإلكترونات في ناقل إلي حركات عشوائية(تحريض حراري)
وهي تنتج تغيرا في الجهد علي طرفي الناقل ، و تولدوتولد هذه الظاهرة جهدا عشوائيا أيضا يسمي جهد الضجيج تتناسب قيمته الفعالة طرديا مع الجذر التربيعي لحزمة التمرير المعتبرة و معومع المقاومة الكهربية للناقل و معومع الحرارة من خلال العلاقة
 
:<math>
السطر 15 ⟵ 13:
</math>
 
حيث ''k<sub>B</sub>'' هو ثابت بولتز مان (جول/كلفن) و ''T'' هي درجة الحرارة المطلقة للمقاومة بالكلفن
 
و هذا النوع من الضجيج أبيض ، وله توزيع طبيعي ، و يقالويقال عن نوع الضجيج أنه أبيض إذا كان طيفه الترددي مسطحا ، ومن ثم فإن المطالات متساوية من أجل الترددات كلها
 
===الضجيج الطلقي===
 
يظهر في منابع التيار الإلكترونية ( [[دايود|دايودات]] و [[مقحل|ترانزستورات]] و صمامات وصمامات) إذ يختلف عدد الإلكترونات و الثقوبوالثقوب التي تشارك في النقل بصورة عشوائية ، بالرغم من أن القيمة الوسطية لهذا النقل ثابتة و تتعلقوتتعلق بالمادة و بالتياروبالتيار المار ، و ينتجوينتج من ذلك تغير عشوائي في التيار تتناسب قيمته الفعالة طرديا مع الجذر التربيعي للتيار المار في الناقل
 
===الضجيج الإرتعاشي ===
 
يظهر في الترانزستورات و الصماماتوالصمامات ، حيث يكون لبعض المركبات الإلكترونية من أنصاف النواقل ارتباط طيفي في الترددات المنخفضة يتناسب عكسيا مع التردد و يعودويعود سببه إلي ظواهر سطحية و يتعلقويتعلق بالتكنولوجيا المستخدمة
 
===الضجيج الدفقي===
 
و يسمي أيضا " ضجيج الفشار " ، و يتكونويتكون هذا النوع من التحولات المفاجئة مثل الإنتقالالانتقال بين اثنين أو أكثر من مستويات الجهد اوأو التيار المنفصلة عن بعضها بنفس العلو الذي يصل إلي عدة مئات من المايكرو فولت في أوقات عشوائية و غيروغير متوقعة ، كل ازاحة في الجهد أو التيار يستمر لعدة مللي من الثواني
 
والفترات الفاصلة بين النبضات تميل الى ان تكون في نطاق الصوت (أقل من 100 هرتز) ، مما يؤدي لحدوث ضجيج الفشار او الطقطقة في دوائر الصوت
 
والفترات الفاصلة بين النبضات تميل الىإلى ان تكون في نطاق الصوت (أقل من 100 هرتز) ، مما يؤدي لحدوث ضجيج الفشار اوأو الطقطقة في دوائر الصوت
 
===ضجيج الإنهيار===
 
يحدث هذا النوع عندما يعمل الدايود في بداية مرحلة الإنهيار ، وفي هذه الظاهرة تكتسب حاملات الشحنة قدر عالي من الطاقة يجعلها تكسر روابط جزيئات مادة شبه الموصل و تأخذوتأخذ في طريقها حاملات الشحنة ذات الطاقة الأقل و يظهرويظهر تيار عشوائي يعتمد علي تدفق تيار الإنهيار
 
==التكميم (القياس الكمّي)==
 
عادة يقاس '''مستوي الضجيج ''' في النظام الإلكتروني بكمية الطاقة الكهربية ''N'' بال[[واط|وات]] اوأو الديسيبل أو بمقدار جذر متوسط مربع (RMS) مربع الجهد (مطابقا للإنحراف المعياري للضوضاء) بالفولت , ، أو بمقدار متوسط مربع الخطأ (MSE) في دالة تربيع الجهد . يمكن أيضا تمييز الضجيج باستخدام توزيعه الإحتمالي أو الكثافة الطيفية للضجيج''N''<sub>0</sub>(''f'') بالوات لكل هرتز
 
يتم اعتبار إشارة الضجيج علي أنها إضافة خطية للإشارة حاملة المعلومة المفيدة ، و أفضلوأفضل القياسات التي تعبر عن كفاءة الإشارة حاملة الضجيج هي : قياسات نسبة الإشارة إلي الضجيج (SNR or ''S''/''N''), ، نسبة الإشارة إلي تكميم الضجيج (SQNR) في دوائر التحويل و الضغطوالضغط من النظام التناظري إلي النظام الرقمي , [[، نسبة مقدار الإشارة إلي الضجيج (PSNR) في دوائر تشفير الصور و الفيديووالفيديو ,نسبة الطاقة لكل بت إلي طاقة الضجيج في البث الرقمي ، نسبة الناقل إلي الضجيج (CNR) في الأنظمة معدّلة الناقل , و اخيراوأخيرا شكل الضجيج في المضخمات المتسلسلة
 
الضجيج عملية عشوائية ، تتسم بالعشوائية في خصائصها مثل : اختلافها ، توزيعها ، و كثافتهاوكثافتها الطيفية . . يمكن أن يختلف التوزيع الطيفي للضجيج مع اختلاف التردد, ، لذلك تقاس كثافة طاقة الضجيج بالوات لكل هرتز . و لأنولأن الطاقة في عنصر المقاومة الكهربية يكون متناسبا مع مربع فرق الجهد بين طرفيه ، فإن جهد الضجيج يمكن أن يعبر عنه بأخذ الجذر التربيعي لكثافة طاقة الضجيج , و تكونوتكون الوحد النهائية بالفولت لكل جذر تربيعي للهرتز (<math>\scriptstyle \mathrm{V}/\sqrt{\mathrm{Hz}}</math>). في الدوائر المتكاملة مثل مكبر العمليات يشيع اقتباس "مدخل مكافئ الضجيج " في تلك الشروط ( عند درجة حرارة الغرفة )
يتم اعتبار إشارة الضجيج علي أنها إضافة خطية للإشارة حاملة المعلومة المفيدة ، و أفضل القياسات التي تعبر عن كفاءة الإشارة حاملة الضجيج هي : قياسات نسبة الإشارة إلي الضجيج (SNR or ''S''/''N''), ، نسبة الإشارة إلي تكميم الضجيج (SQNR) في دوائر التحويل و الضغط من النظام التناظري إلي النظام الرقمي , [[، نسبة مقدار الإشارة إلي الضجيج (PSNR) في دوائر تشفير الصور و الفيديو ,نسبة الطاقة لكل بت إلي طاقة الضجيج في البث الرقمي ، نسبة الناقل إلي الضجيج (CNR) في الأنظمة معدّلة الناقل , و اخيرا شكل الضجيج في المضخمات المتسلسلة
 
تقاس طاقة الضجيج بالوات أو الديسيبل (dB) و يشارويشار إليها عادة بإضافة لاحقة بعد dB
 
و عادة ما تُعرض مستويات الضجيج في معارضة مستويات الإشارة الكهربية ، و غالباوغالبا ما يُنظر إليها كجزء من نسبة الإشارة إلي الضجيج
الضجيج عملية عشوائية ، تتسم بالعشوائية في خصائصها مثل : اختلافها ، توزيعها ، و كثافتها الطيفية . . يمكن أن يختلف التوزيع الطيفي للضجيج مع اختلاف التردد, ، لذلك تقاس كثافة طاقة الضجيج بالوات لكل هرتز . و لأن الطاقة في عنصر المقاومة الكهربية يكون متناسبا مع مربع فرق الجهد بين طرفيه ، فإن جهد الضجيج يمكن أن يعبر عنه بأخذ الجذر التربيعي لكثافة طاقة الضجيج , و تكون الوحد النهائية بالفولت لكل جذر تربيعي للهرتز (<math>\scriptstyle \mathrm{V}/\sqrt{\mathrm{Hz}}</math>). في الدوائر المتكاملة مثل مكبر العمليات يشيع اقتباس "مدخل مكافئ الضجيج " في تلك الشروط ( عند درجة حرارة الغرفة )
 
تقاس طاقة الضجيج بالوات أو الديسيبل (dB) و يشار إليها عادة بإضافة لاحقة بعد dB
 
و عادة ما تُعرض مستويات الضجيج في معارضة مستويات الإشارة الكهربية ، و غالبا ما يُنظر إليها كجزء من نسبة الإشارة إلي الضجيج
 
 
تسعي أنظمة الإتصال عن بعد إلي زيادة النسبة بين مستويات الإشارة الي مستويات الضجيج من أجل بث البيانات بفاعلية ، و في الحياة العملية ، إذا كانت الإشارة المرسَلة أقل من مستوي الضجيج ( الذي غالبا ما يتم تصميمه كحد أدني للضجيج) في النظام ، فإن البيانات لا يمكن فك تشفيرها لدي المستقبل . الضوضاء في أنظمة الإتصال عن بعد هي نتيجة كلا من المصادر الداخلية و الخارجية في النظام
 
 
تسعي أنظمة الإتصالالاتصال عن بعد إلي زيادة النسبة بين مستويات الإشارة الي مستويات الضجيج من أجل بث البيانات بفاعلية ، و فيوفي الحياة العملية ، إذا كانت الإشارة المرسَلة أقل من مستوي الضجيج ( الذي غالبا ما يتم تصميمه كحد أدني للضجيج) في النظام ، فإن البيانات لا يمكن فك تشفيرها لدي المستقبل . الضوضاء في أنظمة الإتصالالاتصال عن بعد هي نتيجة كلا من المصادر الداخلية و الخارجيةوالخارجية في النظام
 
==الإرتجاف==
 
إذا كان هناك علاقة بين الإشارة و مصدرومصدر الضجيج كما هو الحال في حالة الخطأ الكمّي ، فإن الإدخال المتعمّد لضجيج إضافي يسمي ارتجاف . هذه التقنية تسمح باسترجاع الإشارات التي تقع تحت بوابة الكشف الإسميالاسمي للآداة . و هذاوهذا هو مثال للرنين العشوائي
 
==اقرأ ايضا ==
* [[ضجيج]]
* [[ضجيج التولد و الإتحادوالإتحاد]]
* [[ضجيج التكميم]]
* [[ضجيج الطور]]
السطر 77 ⟵ 69:
 
http://www.marefa.org/index.php/%D8%B6%D8%AC%D9%8A%D8%AC
 
 
 
==مزيد من القراءة==
* {{cite book
| author=Sh. Kogan
| title=Electronic Noise and Fluctuations in Solids
السطر 87 ⟵ 77:
| year=1996
| isbn=0521460344}}
 
 
{{Noise}}