Séance de cours

Bruit dans les appareils et les circuits

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Dans cours

EE-594: Smart sensors for IoT

This lecture provides insights in the design and technologies of Internet-of-Things sensor nodes, with focus on low power technologies. The lectures alternate every two weeks between sensing technologies of various kinds (prof. Ionescu) and their integrate ...

Description

Cette séance de cours couvre les différents types de bruit dans les appareils et les circuits, y compris le bruit d'interférence, le bruit inhérent et les signaux aléatoires. Il explique les concepts de processus aléatoires, de valeur moyenne, d'autocorrélation, de processus stationnaires, de densité spectrale de puissance et de puissance de bruit. La séance de cours explore également les corrélations croisées, la sommation du bruit et l'impact des systèmes linéaires sur le bruit. En outre, il traite du bruit thermique, du bruit de tir, du bruit de scintillement et de leurs contributions à la puissance sonore totale. Différents modèles de bruit pour des composants de circuit tels que des résistances, des diodes, des MOSFET, et des op-amps sont explorés, avec leurs calculs et caractéristiques de bruit.

Source officielle

Proximité ontologique

Information engineering

Traitement du signal: Digital image processing

Physique

Électromagnétisme: Circuit électrique

Concepts associés (32)

Bruits colorés

Bien que le bruit soit un signal aléatoire, il possède des propriétés statiques caractéristiques. La densité spectrale de puissance en est une, et peut être utilisée pour distinguer les différents types de bruit. Cette classification par la densité spectrale donne une terminologie de « couleurs ». Chaque type est défini par une couleur. Ces définitions sont, en principe, communes aux différentes disciplines pour lesquelles le bruit est un facteur important (comme l'acoustique, la musique, l'électrotechnique et la physique).

Bruit thermique

Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, bruit Johnson ou bruit de Johnson-Nyquist, est le bruit généré par l'agitation thermique des porteurs de charges, c'est-à-dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre thermique. Ce phénomène a lieu indépendamment de toute tension appliquée. Le bruit thermique aux bornes d'une résistance est exprimée par la relation de Nyquist : où est la variance de la tension aux bornes de la résistance, est la constante de Boltzmann, qui vaut kB = 1,3806 × 10-23 J.

Bruit numérique

Dans une , on appelle bruit numérique toute fluctuation parasite ou dégradation que subit l'image de l'instant de son acquisition jusqu'à son enregistrement. Le bruit numérique est une notion générale à tout type d'image numérique, et ce quel que soit le type du capteur à l'origine de son acquisition (appareil photo numérique, scanner, caméra thermique...etc). Les sources de bruit numérique sont multiples, certaines sont physiques liées à la qualité de l’éclairage, de la scène, la température du capteur, la stabilité du capteur de l'image durant l'acquisition, d'autres apparaissent durant la numérisation de l'information.

Bruit rose

Le bruit rose est un signal aléatoire dont la densité spectrale est constante par bande d'octave. Sa densité spectrale de puissance est inversement proportionnelle à la fréquence du signal. Tandis que le bruit blanc a une énergie spectrale constante sur l'intégralité de l'échelle des fréquences, soit par hertz, le bruit rose possède lui une énergie constante par bande d'octave. Par exemple, avec le bruit rose, la bande d'octave s'étalant de 500 à 1000 hertz contient la même énergie que celle s'étalant de 4000 à 8000 hertz.

Débruitage

Le débruitage est une technique d'édition qui consiste à supprimer des éléments indésirables (« bruit »), afin de rendre un document, un signal (numérique ou analogique) ou un environnement plus intelligible ou plus pur. Ne pas confondre le débruitage avec la réduction de bruit. Sur le plan sonore, le débruitage consiste à réduire ou anéantir le rendu d'ondes sonores « parasites » (ou « bruit »).

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