Elektronik dünyasında gürültü, iletilmek istenen sinyale karışan, istenmeyen sinyaller sonucu oluşan dalgalanmalara genel olarak verilen bir addır. Halk arasında parazit olarak da bilinen elektronik gürültünün sebepleri nelerdir? Ne gibi çeşitleri vardır?
Elektronik Gürültü Nedir?
Elektronik devrelerde karşımıza çıkan gürültü kavramını genel olarak istenmeyen sinyal karışıklığı olarak tanımlayabiliriz. Özellikle elektronik-haberleşme teknolojisi'nde ve yüksek frekanslı RF (radyo frekans) devrelerinde sinyaller, bir iletken ve elektromanyetik dalgalar kullanılarak iletilir.
Ancak iletilen bu sinyal üzerinde sürekli bir istenmeyen bileşen mevcut olur. Bu bileşen bazen fark edilemeyecek kadar az olurken bazen de rahatsız edici derecede fazla olabiliyor. Bu gibi durumlar halk arasında parazit olarak da bilinir.
Şekil 1: Dalga Şekillerinde Gözlenen Gürültü.
Gürültünün Sebepleri Nelerdir?
1) Uzay Gürültüsü: Galaktik gürültü olarak da bilinen bu gürültünün kaynağı tamamengüneştir. Gökyüzündeki çeşitli noktaların ve yıldızların da gürültü yarattığı biliniyor.
Ancak iyonosferin manyetik dalga yansıtıcı özelliği sayesinde 15 MHz’ten alçak frekanslar dünyada etkili değillerdir. Özellikle uzay araçları için bazen büyük tehlike yaratan bu gürültü çeşidini ancak korunaklı devre'ler ile aşabiliriz.
2) Atmosferik Gürültü: Atmosferde bulunan gerek bulutlar arasında gerek de bulut-yer arasında sürekli bir statik elektrik mevcuttur. Raporlara göre dünya genelinde saniyede 100 yıldırım gerçekleşiyor. Deşarj diyebileceğimiz bu durum, düşük frekanslarda daha etkilidir.
Şekil 2: Ripple (Dalgalanma) Miktarları.
3) Endüstriyel Gürültü: Fabrika, atölye, trafo vb. elektrik kullanan her aracın yarattığı bir elektronik gürültü vardır. Özellikle sanayi bölgelerinde bu gürültü miktarı çok fazladır.
4) Termik Gürültü: İletken malzeme içerisinde bulunan elektronların sıcaklığa bağlı olarak hareketleri sonucunda oluşan ve kaynak gerilim'inden bağımsız oluşan gürültü çeşididir.
5) Diğer Elektronik Gürültü: Aktif elektronik cihazlarının yarattığı gürültüler olarak adlandırabiliriz.
Şebeke Gürültüsü Nedir ?
Elektronik devreleri genellikle enerji kaynağı olarak doğrultulmuş şebeke elektriğini kullanırlar. Ancak pil veya akü gibi doğru akım kaynakları için bu durum geçerli değildir.
Bu doğrultulmuş akım üzerinde ise alternatif akımdan kalan ufak miktarda bir dalgalanma mevcuttur. İşte bu dalgalanma, elektronik devrelerde kendini gürültü olarak gösterir ve adına ham (hum) denir.
Diğer gürültü çeşitlerinden daha büyük genliğe sahip olan bu gürültü çeşidinin frekansının 50 Hz olması sonucunda elektronik devrelerde çok fazla olumsuz etki yaratmaz.
Şekil 3: Elektronik Elemanlar
Gürültü Birimleri Nelerdir?
Gürültü, daha çok MKS sisteminde güç birimleriyle yani watt ile ölçülür. Burada hesaplanan güç ise ortalama güç olarak geçer.
Gürültünün watt cinsinden ifade edilmesinden ziyade sinyal-gürültü oranı önemlidir. Bu oranı ise gürültü ile iletilmek istenen sinyal arasındaki oran olarak tanımlayabiliriz.
Gürültünün varlığı ve büyüklüğü ise genellikle Spektrum Analizör kullanarak ölçülür.Yazılım destekli olan bu ölçüm çoğunlukla doğru sonuçları elde eder.
Şekil 4: Spektrum Analizör Ekranı
Elektronik Gürültü Nasıl Azaltılabilir?
Genellikle CMOS ve BJT tipi transistör kullanılarak azaltılmaya çalışan gürültü, daha birçok metot ile azaltılabilir. Her şeyden önce devremizin çok iyi bir topraklama'ya sahip olması gerekir. Bu dalgalanma ve ripple oluşumunu ve dolayısıyla gürültüyü azaltmak için çok önemlidir.
Gürültüyü azaltmak için tercih edilen bir diğer metot ise sinyalleri ayırmak. Bu yöntemle sinyaller tamamen iki ayrı kablo kullanılarak iki ayrı sinyal şeklinde iletilmek istenilen yere gönderiliyor. Bu teknik hem analog, hem de dijital devrelerde kullanılabilir. Hoparlörlerde, PCI ve USB çıkışlarında mevcuttur.
Şekil 5: Uzaktan Kontrol RF Devresi
Faraday kafesi de elektronik gürültünün neredeyse tamamen yok olmasını sağlayabilecek bir sistemdir. Bunun yanı sıra kablo'ların koruması yapılırsa ve izolasyonları çok iyi bir şekilde sağlanırsa gürültü de azalacaktır.
Elektronik gürültü hep olumsuz bir durum yaratmıyor. Rastgele sayı üretmek, titremek gibi işlevleri olan devrelerde gürültü kullanılır.
Elektronik Gürültü Nedir?
Elektronik devrelerde karşımıza çıkan gürültü kavramını genel olarak istenmeyen sinyal karışıklığı olarak tanımlayabiliriz. Özellikle elektronik-haberleşme teknolojisi'nde ve yüksek frekanslı RF (radyo frekans) devrelerinde sinyaller, bir iletken ve elektromanyetik dalgalar kullanılarak iletilir.
Ancak iletilen bu sinyal üzerinde sürekli bir istenmeyen bileşen mevcut olur. Bu bileşen bazen fark edilemeyecek kadar az olurken bazen de rahatsız edici derecede fazla olabiliyor. Bu gibi durumlar halk arasında parazit olarak da bilinir.
Şekil 1: Dalga Şekillerinde Gözlenen Gürültü.
1) Uzay Gürültüsü: Galaktik gürültü olarak da bilinen bu gürültünün kaynağı tamamengüneştir. Gökyüzündeki çeşitli noktaların ve yıldızların da gürültü yarattığı biliniyor.
Ancak iyonosferin manyetik dalga yansıtıcı özelliği sayesinde 15 MHz’ten alçak frekanslar dünyada etkili değillerdir. Özellikle uzay araçları için bazen büyük tehlike yaratan bu gürültü çeşidini ancak korunaklı devre'ler ile aşabiliriz.
2) Atmosferik Gürültü: Atmosferde bulunan gerek bulutlar arasında gerek de bulut-yer arasında sürekli bir statik elektrik mevcuttur. Raporlara göre dünya genelinde saniyede 100 yıldırım gerçekleşiyor. Deşarj diyebileceğimiz bu durum, düşük frekanslarda daha etkilidir.
Şekil 2: Ripple (Dalgalanma) Miktarları.
3) Endüstriyel Gürültü: Fabrika, atölye, trafo vb. elektrik kullanan her aracın yarattığı bir elektronik gürültü vardır. Özellikle sanayi bölgelerinde bu gürültü miktarı çok fazladır.
4) Termik Gürültü: İletken malzeme içerisinde bulunan elektronların sıcaklığa bağlı olarak hareketleri sonucunda oluşan ve kaynak gerilim'inden bağımsız oluşan gürültü çeşididir.
5) Diğer Elektronik Gürültü: Aktif elektronik cihazlarının yarattığı gürültüler olarak adlandırabiliriz.
Şebeke Gürültüsü Nedir ?
Elektronik devreleri genellikle enerji kaynağı olarak doğrultulmuş şebeke elektriğini kullanırlar. Ancak pil veya akü gibi doğru akım kaynakları için bu durum geçerli değildir.
Bu doğrultulmuş akım üzerinde ise alternatif akımdan kalan ufak miktarda bir dalgalanma mevcuttur. İşte bu dalgalanma, elektronik devrelerde kendini gürültü olarak gösterir ve adına ham (hum) denir.
Diğer gürültü çeşitlerinden daha büyük genliğe sahip olan bu gürültü çeşidinin frekansının 50 Hz olması sonucunda elektronik devrelerde çok fazla olumsuz etki yaratmaz.
Şekil 3: Elektronik Elemanlar
Gürültü, daha çok MKS sisteminde güç birimleriyle yani watt ile ölçülür. Burada hesaplanan güç ise ortalama güç olarak geçer.
Gürültünün watt cinsinden ifade edilmesinden ziyade sinyal-gürültü oranı önemlidir. Bu oranı ise gürültü ile iletilmek istenen sinyal arasındaki oran olarak tanımlayabiliriz.
Gürültünün varlığı ve büyüklüğü ise genellikle Spektrum Analizör kullanarak ölçülür.Yazılım destekli olan bu ölçüm çoğunlukla doğru sonuçları elde eder.
Şekil 4: Spektrum Analizör Ekranı
Genellikle CMOS ve BJT tipi transistör kullanılarak azaltılmaya çalışan gürültü, daha birçok metot ile azaltılabilir. Her şeyden önce devremizin çok iyi bir topraklama'ya sahip olması gerekir. Bu dalgalanma ve ripple oluşumunu ve dolayısıyla gürültüyü azaltmak için çok önemlidir.
Gürültüyü azaltmak için tercih edilen bir diğer metot ise sinyalleri ayırmak. Bu yöntemle sinyaller tamamen iki ayrı kablo kullanılarak iki ayrı sinyal şeklinde iletilmek istenilen yere gönderiliyor. Bu teknik hem analog, hem de dijital devrelerde kullanılabilir. Hoparlörlerde, PCI ve USB çıkışlarında mevcuttur.
Şekil 5: Uzaktan Kontrol RF Devresi
Faraday kafesi de elektronik gürültünün neredeyse tamamen yok olmasını sağlayabilecek bir sistemdir. Bunun yanı sıra kablo'ların koruması yapılırsa ve izolasyonları çok iyi bir şekilde sağlanırsa gürültü de azalacaktır.
Elektronik gürültü hep olumsuz bir durum yaratmıyor. Rastgele sayı üretmek, titremek gibi işlevleri olan devrelerde gürültü kullanılır.