Post on 07-Nov-2015
description
Kebisingan=Derau=Noise
Gangguan kelistrikan seperti: ON/OFF hubungan arus listrik
Pengapian (ignition)
Putaran motor listrik
Radiasi matahari/badai listrik matahari
Peralatan elektronik
Energi panas/kenaikan temperatur kerja
Noise menjadi berarti terhadap daya sinyal/informasi yang kecil
Gangguan suara (yang terdengar)
Ganggguan-gangguan visual (yang terlihat)
Kesalahan-kesalahan dalam transmisi data
Penyebab: Energi panas yang akibat gerakan-gerakan elektron bebas dalam penghantar/komponen
Sinyal Input
Sinyal Output Daya output
Sinyal Input
Sinyal Output Daya output
Daya DC (Daya rata-rata) dioutput
Seharusnya:
Kenyataan:
Daya rata-rata dioutput ini yang menyumbang energi panas Kebisingan termis terjadi oleh energi panas tersebut
Menurut johnson: Daya kebisingan noise sebanding dengan temperatur absolut penghantar sebanding dengan bandwidth (lebar bidang, atau lebar jalur) frekuensi atau spektrum dari kebisingan termis Pn= kTB Watt
Pn= Daya noise rata-rata k = konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin
T = Temperatur penghantar (Kelvin)=(273+C) B = Lebar bidang spektrum kebisingan
(a) Tegangan kebisingan sesaat (b) Kerapatan spektrum kebisingan
Sn = kT (Watt/Hz)
Sn = Kerapatan spektrum kebisingan Adalah daya kebisingan rata-rata per Hertz bandwidth
Pada temperatur ruang (2900 kelvin) Sn = 1,38x10
-23 x290 = 4x10-21 (W/Hz)
=
+
Maching impedance saat Rs =RL =
2
2
42 Daya maksimum : PL = I
2RL =
dengan metoda yang sama maka dapat dihitung daya kebisingan. Bila sebuah resistror dianggap sebagai generator noise, dan tegangan noise rms yang dihasilkan En , maka
2
42 = kTB
=2
4
En2 =4kTBR
In2 =4kTBG
G= Konduktansi = 1/R
Untuk R seri
En = 1 + 2 + 3 +
Untuk R paralel
1
= 1
1+
1
2+
1
3+.. maka
En2 =4kTB(R1+R2+R3+...)
= En12 +En2
2 +En32 +...
In2 =4kTB(G1+G2+G3+...)
= In12 +In2
2 +In32 +...
En2 =4kTBRP
Reaktansi induktif dan kapasitif tidak membangkitkan kebisingan termis, karena :
1. konsumsi daya terjadi pada beban RL
2. Reaktansi tdk dapat menghabiskan daya (pada proses pengisian dan pengosongan hanya tercapai maksimum saat t =)
Noise yang timbul pada beban induktif karena mencatu tegangan noise yang berasal dari generator noise (sumber noise)
Vn2= 4kTBeff R
dengan
Beff = 1
4
Vn2= 4kTBeff RD
dengan
RD = Resistansi ekivalen rangkaian tala
Beff = 1
4
Saat resonansi rangkaian tala:
RD = 1
23
Beff = 1
4
Beff = 2
3
Penyebab:
Fluktuasi acak (random fluctuation) dalam emisi elektron
Pergerakan elektron di sekitar potensial barrier pada semikonduktor
Fungsi kerja dari peralatan
In2 = 2Idc q B
In = komponen kebisingan arus , (A)
Idc = Komponen arus rata rata (= arus DC) , (A)
q= 6.02x10-19 , (C)
B= Lebar bidang kebisingan efektif, (Hz)
Kebisingan pemisahan terjadi bila arus harus terbagi kedalam dua jalur atau lebih
Kebisingan pemisahan terjadi karena Kerapatan pembawa muatan terpengaruh oleh frekuensi rendah mengakibatkan fluktuasi (perubahan) dalam tingkat konduktivitas bahan sehingga tegangan jatuh juga berfluktuasi Dampaknya aliran arus searah juga berfluktuasi
Pada semikonduktor: bila waktu transit (perpindahan) muatan pembawa menyeberangi junction hampir sama besarnya dengan waktu perioda sinyal maka pembawa muatan akan menimbulkan arus kebisingan akibat transisi pembawa tersebut
Kebisingan yang terjadi pada tingkat rekombinasi pembawa muatan
Kebisingan rata-rata ekivalen yang timbul pada terminal masukan adalah:
Vn2 = 4(Ri+Rn)kToB
Contoh:
Hitunglah tegangan sinyal dan tegangan kebisingan ekivalen yang tampak pada terminal-terminal masukan untk suatu lebar bidang kebisingan efektif sebesar 10KHz pada temperatur ruang 290oK, dimana
Rn = 400, Ri=600, Rs=50 dan Es = 1,0uV
Jawab:
Jawab:
Rp = Rs//Ri = 46,15
Vs = Ri
Rs+Ri x Vs =
600
50+600 x 1V = 0.923 V
Tegangan kebisingan Vn didapat dari: Vn2= 4(Rp+Rn) kToB = 4(46,15+400) (4x10-21) 104
= 1,6 x 4,46 x 10-14 V2 Maka: Vn = 0,267V
Signal to Noise Power ratio = S/N
S/N= 2
2 (S/N)dB =10 Log
2
2
S/N= 2
4 +
F =
F =
x