Bunyi tembakan pertama kali dibangunkan oleh ahli fizik Jerman iaitu 'Walter Schottky' yang memainkan peranan utama dalam pengembangan teori pelepasan elektron & ion. Semasa bekerja pada injap termionik atau tiub vakum, dia memerhatikan bahawa walaupun semua sumber bunyi luaran telah dialihkan, dua jenis bunyi kekal. Satu yang dia tentukan ialah hasil daripada suhu yang dikenali sebagai hingar haba manakala selebihnya adalah bunyi tembakan. Dalam litar elektrik , terdapat pelbagai jenis sumber hingar seperti johnson/ thermal Noise, shot noise, 1/f noise, atau Pink/Flicker noise. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan a bunyi tembakan – bekerja dengan aplikasi.

Apakah Bunyi Tembakan?

Sejenis bunyi elektronik yang terhasil daripada sifat diskret cas elektrik dikenali sebagai bunyi tembakan. Dalam litar elektronik, bunyi ini mempunyai turun naik rawak dalam arus DC kerana sebenarnya arus mempunyai aliran elektron. Bunyi ini ketara terutamanya dalam peranti semikonduktor seperti diod penghalang Schottky, persimpangan PN, dan persimpangan terowong. Tidak seperti bunyi terma, bunyi ini bergantung terutamanya pada aliran arus dan ia lebih jelas dalam peranti simpang terowong PN.

Bunyi tangkapan adalah ketara dengan arus yang sangat kecil terutamanya apabila mengukur pada skala masa yang singkat. Bunyi ini amat ketara apabila paras semasa tidak tinggi. Jadi ini terutamanya disebabkan oleh aliran semasa statistik.

Litar Bunyi Tembakan

Persediaan percubaan hingar tangkapan dengan litar pemasangan foto ditunjukkan di bawah. Persediaan ini termasuk mentol lampu keamatan berubah-ubah & fotodiod yang disambungkan kepada litar ringkas. Dalam litar berikut, multimeter digunakan untuk mengukur bekalan voltan merentasi perintang RF yang disambung secara bersiri dengan litar foto.

Suis dalam litar memilih sama ada arus foto (atau) isyarat penentukuran boleh diberikan kepada litar yang lain. Op-amp yang berada di sebelah kanan disambungkan selari dengan perintang menyebabkan kotak pemasangan hingar tembakan mempunyai keuntungan sekitar sepuluh kali ganda.

Litar Bunyi Tembakan

Osiloskop digunakan untuk memasukkan secara digital isyarat bunyi yang terhasil. Penjana fungsi digunakan secara bersiri dengan attenuator untuk melaraskan keluk keuntungan. Di sini, kami memulakan percubaan hingar Shot dengan penentukuran yang sangat berhati-hati bagi rantai pengukuran melalui isyarat sinusoidal yang dilemahkan menggunakan penjana fungsi. Keuntungan direkodkan (g(f) = Vout(f)/Vin(f)).

Semasa eksperimen ini, kami hanya merekodkan voltan RMS bunyi yang diukur oleh osiloskop sebanyak 20 kali untuk 8 voltan berbeza dalam litar foto cahaya VF. Selepas itu, kami memecahkan litar foto & merakam tahap hingar di latar belakang.

Dalam litar ini, hingar yang diukur boleh diubah sedikit bergantung pada masa penyepaduan yang digunakan oleh osiloskop, namun, ini adalah berjulat pada urutan ketidakpastian 0.1% & kita boleh mengabaikannya, kerana ia didominasi melalui ketidakpastian yang disebabkan oleh turun naik rawak dalam voltan.

Formula Semasa Bunyi Tembakan

Bunyi tembakan berlaku apabila arus mengalir sepanjang a persimpangan PN . Terdapat pelbagai simpang yang terdapat pada litar bersepadu . Lintasan halangan hanyalah rawak & arus DC yang dihasilkan ialah jumlah pelbagai isyarat arus asas rawak. Bunyi ini stabil melebihi semua frekuensi. Formula arus hingar tembakan ditunjukkan di bawah.

“bagaimana arus ac dihasilkan ”

Dalam = √2qIΔf

di mana,

'q' ialah cas pada elektron yang bersamaan dengan 1.6 × 10-19 coulomb.

'I' ialah aliran arus di seluruh simpang.

'Δf' ialah lebar jalur dalam Hertz.

Perbezaan B/W Shot Noise, Johnson Noise & Impulse Noise

Perbezaan antara hingar tembakan, hingar Johnson dan hingar impuls dibincangkan di bawah.

“terangkan kerja motor elektrik ”

Bunyi Tembakan	Kebisingan Johnson	Bunyi Impuls
Bunyi yang timbul disebabkan oleh sifat diskret cas yang dibawa melalui elektron/lubang dikenali sebagai bunyi tembakan.	Bunyi yang dijana melalui pengadukan terma pembawa cas dikenali sebagai hingar Johnson.	Bunyi yang menahan bunyi tajam yang pantas sebaliknya dentuman pantas tempoh tembakan seperti tembakan dikenali sebagai bunyi impuls.
Bunyi ini juga dikenali sebagai bunyi kuantum.	Kebisingan Johnson juga dipanggil hingar Nyquist/ bunyi terma.	Bunyi impuls juga dikenali sebagai bunyi pecah.
Bunyi ini tidak bergantung kepada kekerapan & suhu.	Bunyi ini berkadar dengan suhu.	Ini bukan bergantung kepada suhu.
Bunyi ini berlaku terutamanya dalam pengiraan foton dalam peranti optik, di mana-mana bunyi ini dikaitkan dengan sifat zarah rasuk.	Bunyi terma terutamanya berlaku oleh pergerakan rawak elektron bebas dalam konduktor yang terhasil daripada pergolakan terma.	Bunyi impuls terutamanya berlaku melalui ribut petir & transien voltan melalui sistem pensuisan elektro-mekanikal.

Kelebihan dan kekurangan

The kelebihan bunyi tembakan termasuk yang berikut.

Bunyi tembakan pada frekuensi tinggi adalah bunyi yang mengehadkan untuk pengesan daratan.
Bunyi ini hanya memberikan maklumat berharga tentang proses fizikal asas di luar kaedah eksperimen lain.
Memandangkan kekuatan isyarat bertambah dengan lebih cepat, maka perkadaran relatif hingar tembakan berkurangan & nisbah S/N meningkat.

The keburukan bunyi tembakan termasuk yang berikut.

Bunyi ini hanya disebabkan oleh turun naik dalam bilangan foton yang dikesan pada fotodiod.
Ia memerlukan pengubahsuaian data pasca pengukuran untuk mengimbangi kehilangan isyarat kerana penapis laluan rendah (LPF) yang terbentuk melalui persimpangan terowong.
Ini ialah hingar keamatan terhad kuantum. Pelbagai laser sangat hampir dengan bunyi tembakan, sebagai minimum untuk frekuensi hingar tinggi.

Aplikasi

The aplikasi bunyi tembakan termasuk yang berikut.

Bunyi ini kelihatan terutamanya dalam peranti semikonduktor seperti simpang PN, simpang terowong & diod penghalang Schottky.
Ia penting dalam fizik asas, pengesanan optik, elektronik, telekomunikasi, dll.
Bunyi jenis ini ditemui dalam litar elektronik & RF sebagai kesan daripada sifat arus berbutir.
Bunyi ini sangat bermakna dalam sistem kuasa yang sangat rendah.
Bunyi ini dikaitkan dengan sifat cas terkuantisasi & suntikan pembawa individu di seluruh simpang pn.
Bunyi ini hanya dibezakan daripada turun naik arus dalam keseimbangan yang berlaku tanpa sebarang voltan dikenakan & tanpa sebarang aliran arus biasa.
Bunyi tembakan ialah turun naik bergantung masa dalam arus elektrik yang disebabkan oleh kebijaksanaan cas elektron.

Q). Mengapa Bunyi Tembakan Dipanggil Bunyi Putih?

“cara memasang wayar lampu secara bersiri ”

A). Bunyi ini sering dikenali sebagai bunyi putih kerana ia mempunyai ketumpatan spektrum yang konsisten. Contoh utama White noise ialah Shot noise & Thermal noise.

Q). Apakah Faktor Bunyi dalam Komunikasi?

Ia ialah ukuran kemerosotan nisbah S/N dalam peranti. Jadi, ia adalah nisbah Nisbah S/N pada i/p kepada nisbah S/N pada output.

Q). Apakah Bunyi Tembakan dalam Photodetector?

A). Bunyi tembakan dalam pengesan foto dalam pengesanan homodyne optik adalah disebabkan sama ada turun naik titik sifar medan elektromagnet terkuantisasi, sebaliknya kepada sifat berasingan prosedur penyerapan foton.

Q). Bagaimanakah Bunyi Tembakan Diukur?

A). Bunyi ini diukur dengan menggunakan bunyi seperti pukulan ini = 10 log(2hν/P) dalam dBc/Hz). 'c' dalam dBc adalah relatif kepada isyarat, oleh itu kita mendarab melalui kuasa isyarat 'P' untuk mendapatkan kuasa hingar pukulan dalam dBm/Hz.

Q). Bagaimana anda mengurangkan Bunyi Tembakan?

Bunyi ini boleh dikurangkan dengan

Meningkatkan kekuatan isyarat: Meningkatkan jumlah arus dalam sistem akan mengurangkan sumbangan relatif bunyi tembakan.
Purata isyarat: Purata beberapa ukuran bagi isyarat yang sama akan mengurangkan hingar tangkapan, kerana hingar akan dipuratakan dari semasa ke semasa.
Melaksanakan penapis hingar: Penapis seperti penapis laluan rendah boleh digunakan untuk mengalih keluar komponen hingar frekuensi tinggi daripada isyarat.
Mengurangkan suhu: Meningkatkan suhu sistem akan meningkatkan jumlah hingar haba, menjadikan bunyi pukulan agak kurang ketara.
Memilih pengesan yang betul: Menggunakan pengesan dengan kawasan aktif yang lebih besar atau kecekapan pengumpulan elektron yang lebih tinggi boleh mengurangkan kesan hingar tembakan.

Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan bunyi tembakan dan aplikasinya. Biasanya, bunyi ini berlaku apabila terdapat pembezaan voltan atau halangan potensi. Sebaik sahaja pembawa cas seperti lubang dan elektron melintasi penghalang, maka bunyi ini boleh dijana. Contohnya, transistor, diod & tiub vakum semuanya akan menghasilkan bunyi tembakan. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah bunyi bising?