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17 may 2015

Características de los niveles de ruido

Aunque se utilice un blindaje apropiado o se optimice el diseño para reducir la fuente que genera el ruido, siempre hay un cierto nivel de ruido intrínseco en el circuito. Por ello, es importante disponer de técnicas de valoración del nivel de ruido, así como métodos para determinar sus componentes, ya hayan sido generadas en los elementos del sistema o hayan sido introducidas por el propio sistema de medida. 

Según sea la naturaleza del ruido que exista, se deben utilizar diferentes criterios de medida:
  • En el caso de que se trate de ruido blanco, la distribución de valores es de tipo gaussiana, y la magnitud mas adecuada para medir su intensidad es el valor cuadrático medio (valor rms) ya sea naturaleza física una tensión, una intensidad o potencia. Si en(t) (o in(t)) es la forma de onda de una tensión (o intensidad) correspondiente a una señal de ruido, el valor cuadrático medio (rms) En (o In) del ruido, se define como:
siendo T una ventana de medida adecuada. El cuadrado del valor rms de una tensión En² o intensidad In² representa la potencia media disipada por el ruido sobre una resistencia de 1 Ω.
  • En el caso de ruidos de tipo impulsivo (como el que se produce en sistemas digitales, o el que induce el circuito de ignición de un motor de explosión) su valor o potencia media no describe su nivel, y es mucho más adecuado utilizar valores pico-a-pico, que permiten predecir si el ruido puede producir un fallo por superar los umbrales lógicos.


Medida y observación del ruido


Los instrumentos habituales para medir las características de una señal y en particular su ruido son el osciloscopio y el voltímetro.


  • Cuando se utiliza el osciloscopio, se suele medir el valor de pico de la señal de ruido, esto es, la cota máxima y mínima que en su variación aleatoria alcanza. El valor rms de ruido que se considera es la sexta parte del valor de pico:
  • Cuando se utiliza un voltímetro (rms) el valor que mide, corresponde directamente con el valor rms del ruido.
  • Cuando el voltímetro mide el valor medio del valor absoluto, la medida debe ser multiplicada por el factor 1.13,


Composición de señales de ruidos no correlacionados


Cuando varias señales no correlacionadas se suman en un punto del sistema, el valor rms resultante no es la suma de los valores rms individuales, sino



resultando en general, 



Espectro frecuencial del ruido


La potencia de ruido se distribuye por todo el espectro de frecuencia. Por ello, cuando se hace referencia al valor rms del ruido, es necesario indicar el rango de frecuencias sobre el que se hace la medida. En el caso de ruido blanco, la anchura de banda es por definición infinita, lo que implica que cuando se aplica a una resistencia, la potencia del ruido que resulta es infinita (en la práctica la anchura de banda limitada del circuito, acota la potencia, y no da lugar a una liberación infinita de energía). En cualquier caso, la medida del ruido es función de la anchura de banda con la que se mide. Las diferentes medidas del ruido, deben estar referidas a una anchura de banda.

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