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