By Giovanni Vittorio Pallottino
Il presente quantity offre una trattazione chiara, agile ed essenziale del rumore elettrico, argomento considerato generalmente oscuro e specialistico, senza eccessivi approfondimenti, ben leggibile e di impiego pratico. Copre gli aspetti essenziali della matematica e della fisica del rumore, l. a. sua rappresentazione nei circuiti e l. a. progettazione a basso rumore. Affronta anche l. a. problematica dell’estrazione del segnale dal rumore senza trascurare l’argomento dei suoi impieghi utili. L’attenzione ? generalmente rivolta alla strumentazione fisica a bassa frequenza, anche in relazione all’esperienza specifica dell’autore, che ha lavorato a lungo in Italia (CNEN-ENEA, CNR, INFN) e all’estero (CERN, MIT), occupandosi in particolare della rivelazione delle onde gravitazionali. l. a. trattazione ? fortemente didattica, volta a rimuovere ambiguit? e incertezze e presentare esempi esplicativi ed esercizi. Si rivolge sia agli allievi dei corsi di laurea e delle scuole di dottorato in Fisica, Astronomia ed Ingegneria Elettronica, sia a quanti sono impegnati, nella ricerca e nell’industria, in problemi di misura di segnali deboli.
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Example text
Deboli effetti di regolarizzazione sono frequenti; un caso estremo e` quello del passaggio della corrente attraverso un conduttore metallico, dove non si considera il rumore shot perch´e non si manifesta apprezzabilmente; il motivo e` che il moto degli elettroni e` soggetto a correlazioni a distanza che lo regolarizzano fortemente. 4) e` bianco perch´e e` stato ricavato nell’ipotesi che la corrente sia costituita da una sequenza di funzioni delta di Dirac, ciascuna corrispondente al passaggio istantaneo di una carica elementare.
Gli eventi elementari alla base di questo rumore sono caratterizzati dalla vita media θ dei portatori, per cui qualsiasi fluttuazione del loro numero N e` soggetta a decadimento con legge exp(−t/θ ). 7) e lo spettro segue conseguentemente la legge SNN (ω) = 4σN2 θ . 8) Leggi analoghe governano anche il rumore associato ai fenomeni di cattura e liberazione di elettroni in corrispondenza delle “trappole” (imperfezioni localizzate) presenti in un isolante. Notiamo infine che il rumore shot, in sostanza, rappresenta un effetto di “fluttuazione di numero”, come avviene nel conteggio di eventi casuali, di qualsiasi natura, che seguono la statistica di Poisson.
Il rumore elettrico. Dalla fisica alla progettazione. 6 Tale espressione, come del resto anche la precedente, indica chiaramente il ruolo della quantizzazione della carica elettrica, mostrando in particolare che se il quanto di carica tendesse a zero il rumore shot si annullerebbe sua volta. 1). 2), viene applicata a un circuito RC parallelo, osservandone la tensione v(t) ai suoi terminali. Calcolare i parametri λ e qe in termini del valor medio ηv e della varianza σv2 della tensione v(t) supponendo che il resistore sia abbastanza freddo da poterne trascurare il rumore termico.