மின்னிரைச்சல்

இலத்திரனியலில் இரைச்சல் (noise) அல்லது மின்னிரைச்சல் என்பது சீரற்ற (ஒழுங்கு முறை இல்லாத) மின்னோட்டம் ஆகும்.^[1] மின்னோட்டம் இரைச்சலாய் இருக்கும் போது, அது தோற்றுவிக்கும் மின்னழுத்தமும், ஆற்றலும் இரைச்சல் நிறைந்தவையாய் இருக்கும். மின்னிரைச்சல்கள் பலவகைப்படும்: வெப்ப மின்னிரைச்சல் என்பது வெப்பத்தினால் வருவது; மற்றும், உதிரி மின்னிரைச்சல் என்பது இருமுனையம் போன்ற பொருள்களில் இருந்து வருவது.^[1]^[2]

Analog display of random fluctuations in voltage: e.g., pink noise.

தொலைத் தொடர்புத் துறையில் இரைச்சல் என்பது ஒரு வேண்டாத ஒரு குறிப்பலையாகவே கருதப்படுகின்றது. ஆனால், ஒரு சில நேரங்களில் மின்னிரைச்சல் என்பது பயனுள்ளதான ஒன்றாக இருக்கும். எடுத்துக் காட்டாக, கணினித்துறையில் சீரற்ற எண்களை உருவாக்கவும், மின்னியல் துறையில் ஒழுங்கு முறையற்ற குறிப்பலைகளை உருவாக்கவும் மின்னிரைச்சல் என்ற கருத்து மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது.

மின்னிரைச்சல் வகைகள் தொகு

மின்னிரைச்சல் பல வகைப் படும்.

வெப்ப மின்னிரைச்சல் தொகு

மின்னிரைச்சல் வெப்ப மிகுதியினால் உண்டாகும். மின்னணுக்கள் ஒரு திசையை நோக்கி ஓடுவதை மின்னோட்டம் என்கிறோம். இந்த மின்னணுக்கள் எதிர்மின்னிகளாக இருந்தால், அவற்றின் ஓட்டம் வெப்ப மிகுதியினால் பெரிதும் தாக்கப்படும். அப்போது அவை ஒரே திசையில் ஓடுவதற்கு மாறாக வெவ்வேறு திசைகளை நோக்கி ஓடும். இவ்வாறு எதிர்மின்னிகள் வெவ்வேறு திசைகளை நோக்கி ஓடுவது மின்னிரைச்சலைத் தோற்றுவிக்கிறது. இந்த மின்னிரைச்சலை வெப்ப மின்னிரைச்சல் என அழைப்பர். இதை ஜான்சன் அல்லது ஜான்சன்-நைகிஸ்ட் இரைச்சல் என்றும் அழைப்பர்.

இந்த இரைச்சல் மின்னழுத்தத்தைக் கீழ்க்கண்ட சமன்பாட்டால் சுருக்கமாகக் குறிக்கலாம்:

v_{n}={\sqrt {4k_{\text{B}}TR\Delta f}}

இதில், $v_{n}$ என்பது இரைச்சல் மின்னழுத்தம்; T வெப்பநிலை, R மின்தடை, $\Delta f$ இரைச்சல் மின்னழுத்தத்தின் பட்டையகலம், $k_{\text{B}}$ போல்ட்சுமன் மாறிலி (Boltzmann constant) எண் ஆகும். இரைச்சல் ஆற்றலை

P=k_{\text{B}}\,T\Delta f

என்று எழுதலாம்.

உதிரி மின்னிரைச்சல் தொகு

இருமுனையம் போன்ற பொருளின் வழியாக மின்னோட்டம் பாயும் போது, அதில் ஓடும் எதிர் மின்னிகள் அனைத்தும் ஒரே நேரத்தில் இரு முனையத்தைக் கடந்து போவதில்லை. மாறாக, ஒரு சில முன்னும், மற்றும் சில பின்னுமாகக் கடந்து போகின்றன. இதனால், அங்கு நிகழும் மின்னோட்டம் குறைந்தும் நிறைந்தும் மாறித் தோன்றும். இவ்வாறான மின்னோட்டதினால் வரும் இரைச்சல் உதிரி மின்னிரைச்சல் எனப்படும்.^[3] ^[4]

மின்சுற்றில் $I$ என்ற அளவு நேர் மின்னோட்டம் பாயும் போது தோன்றும் உதிரி மின்னோட்டத்தின் அளவைக் கீழ்க் கண்டவாறு குறிக்கலாம்:

i_{n}={\sqrt {2Iq\Delta B}}

இதில், $i_{n}$ என்பது உதிரி மின்னோட்டத்தின் அளவு, $q$ என்பது எதிர் மின்னியின் மின்னூட்டம், ΔB என்பது பட்டையகலம் ஆகும்.

உசாத்துணை தொகு

↑ ^1.0 ^1.1 Motchenbacher, C. D.; Connelly, J. A. (1993). Low-noise electronic system design. Wiley Interscience.
↑ Kish, L. B.; Granqvist, C. G. (November 2000). "Noise in nanotechnology". Microelectronics Reliability (Elsevier) 40 (11): 1833–1837. doi:10.1016/S0026-2714(00)00063-9. https://archive.org/details/sim_microelectronics-reliability_2000-11_40_11/page/1833.
↑ *Ott, Henry W. (1976), Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, John Wiley, pp. 208, 218, ISBN 0-471-65726-3
↑ Steinbach, Andrew; Martinis, John; Devoret, Michel (1996-05-13). "Observation of Hot-Electron Shot Noise in a Metallic Resistor". Phys. Rev. Lett. 76 (20): 38.6–38.9. doi:10.1103/PhysRevLett.76.38. Bibcode: 1996PhRvL..76...38M. http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.76.3806.

[noise-1] 1.0 ^1.1 Motchenbacher, C. D.; Connelly, J. A. (1993). Low-noise electronic system design. Wiley Interscience.

[shot-2] Kish, L. B.; Granqvist, C. G. (November 2000). "Noise in nanotechnology". Microelectronics Reliability (Elsevier) 40 (11): 1833–1837. doi:10.1016/S0026-2714(00)00063-9. https://archive.org/details/sim_microelectronics-reliability_2000-11_40_11/page/1833.

[3] *Ott, Henry W. (1976), Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, John Wiley, pp. 208, 218, ISBN 0-471-65726-3

[4] Steinbach, Andrew; Martinis, John; Devoret, Michel (1996-05-13). "Observation of Hot-Electron Shot Noise in a Metallic Resistor". Phys. Rev. Lett. 76 (20): 38.6–38.9. doi:10.1103/PhysRevLett.76.38. Bibcode: 1996PhRvL..76...38M. http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.76.3806.

[1]

[2]

[3]

[4]