Noise   잡음, 노이즈

(2020-10-25)

잡음 간섭 왜곡 비교


1. 잡음/소음 (Noise)

  ㅇ 잡음 (雜音, Noise)
     - 원하는 신호전송 및 처리를 방해하는 `원치않는 파형`

     - 잡음의 특징
        . 정보를 포함하고 있지 않는 신호의 일종
        . 유용한 정보 신호에 더해져서(부가되어,additive) 나타남
        . 신호의 존재 유무와 상관없이 인공이든 자연적이든 거의항상 존재하는 경향이 있음

  ㅇ 소음 (騷音, Sound Noise)  
     - 기계,기구,시설,기타 물체의 사용으로 인해 발생하는 강한 소리 (소음 진동 관리법 제2조 정의) 


2. `잡음`, `간섭`, `왜곡` 비교

  ㅇ 잡음 (Noise)
     - 신호예측할 수 없는 왜곡에 붙이는 광의의 명칭
     - 시스템 내부잡음, 간섭, 왜곡 등을 모두 포괄하는 부정적인 영향의 의미로 많이 쓰임

  ㅇ 간섭 (Interference)
     - 잡음에 의한 바람직하지 않은 영향 (외부 방해파로서 신호에 중첩되는 교란현상)

  ㅇ 왜곡 (Distortion)
     - 회로시스템의 비선형성에 의해 어쩔 수 없이 나타나는 성분으로써,
     - 영향을 줄 때 만 잡음으로 간주됨
  

3. 잡음의 구분

  ㅇ 시스템 내부 잡음
     - 열 잡음/백색 잡음 : 저항 소자에서 열적 불규칙 운동에 의한 `가장 일반적인 잡음`
     - 충격 잡음    : 음극에서의 전자무작위 방출에서 기인
     - 플리커 잡음  : 1/f 잡음이라고도 함. 그 크기가 주파수에 반비례. 낮은 주파수일수록 큼
     - 양자화 잡음  : 아날로그-디지털 변환과정에서 발생
     - 위상 잡음    : 원하는 주파수(발진주파수,반송파주파수 등) 근방에서 발생
     - 누화         : 채널 간에 전자기적으로 결합(Coupling)되어 발생
     - 상호변조잡음 : 주파수간 상호간섭에 의한 잡음
     - 험 잡음      : (Hum noise) 전기선으로부터 접지선을 타고 혼입되는 잡음 (60 Hz)

  ㅇ 시스템 외부 잡음 
     - 전파잡음 또는 무선잡음 이라고 함
        . 인공 잡음/공전 잡음(Man-made Noise) : 불꽃방전, 코로나방전, 글로우방전 등
        . 자연 잡음(Natural Noise)            : 자연 현상에 의해 발생 (대기잡음,태양잡음 등)


4. 잡음 평가 단위

  ㅇ 잡음 전력 레벨 : [dBm], [pW]
     - 발생된 열 잡음 전력이 `정합(최대전력전달)`된 부하로 전달될 때 : PN = kTB [Watt]
  ㅇ 잡음 전력 스펙트럼 밀도 : [W/Hz]
     - 해당 대역폭잡음 전력(Nw)을 대역폭(W)으로 나눈 값 : No = Nw / W
  ㅇ 잡음 온도 Te : [K]
     - 장치/회로/소자의 잡음 성능을 온도 수치로써 평가하는 방법
  ㅇ 잡음 지수 F  : [dB]
     - 여러 증폭단을 거치면서 신호 품질이 열화되는 정도를 나타냄


5. 잡음의 예측 및 묘사

  ㅇ 잡음은 정확한 값을 미리 예측할 수 없지만, 
  ㅇ 평균잡음전력, 잡음전력밀도함수 등의 통계학적 방법을 통해 주로 묘사하곤 함


6. 잡음 환경 및 잡음 저감전자기 환경 양립성 (EMC, Electro-Magnetic Compatibility) 
     - 전자파 장해 (EMI, Electro Magnetic Interference) 
     - 전자파 내성/전자파 감응성 (EMS, Electro Magnetic Susceptibility)

  ㅇ 잡음 저감 주요 기술
     - 차폐 (케이블 차폐 등)
     - 회로 평형화 (상쇄)
     - 필터링 (성분별 통과 및 차단/제거)
     - 이격 (거리 유지,분리 등)



Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)