Language
Country/Area
No result found
Misteri Kebisingan Termal: Tahukah Anda Bagaimana Pengaruhnya terhadap Perangkat Elektronik?
Noise merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari pada semua perangkat elektronik, terutama thermal noise (juga dikenal sebagai Georgeson-Nyquist noise). Noise ini, yang disebabkan oleh gerakan termal di dalam konduktor, secara otomatis dihasilkan pada tegangan apa pun yang diberikan, yang berarti noise ini akan memengaruhi pengoperasian peralatan elektronik apa pun lingkungannya.
Dampak thermal noise adalah dapat menghambat kejernihan sinyal, terutama pada peralatan elektronik yang sensitif seperti penerima radio.
Seiring kemajuan teknologi, pemahaman kita tentang thermal noise pun meningkat. Menurut penelitian, ukuran thermal noise sebanding dengan suhu absolut, sehingga beberapa peralatan elektronik yang sensitif, seperti penerima teleskop radio, didinginkan hingga suhu yang sangat rendah di bawah nol untuk meningkatkan rasio signal-to-noise. Proses ini sekali lagi menunjukkan hubungan erat antara thermal noise dan kinerja perangkat elektronik.
Sejarah Derau Termal
Sejarah derau termal bermula pada tahun 1905, ketika Einstein pertama kali mengajukan teori fluktuasi termal dalam makalahnya. Selanjutnya, studi tentang gerakan termal menarik perhatian banyak ilmuwan dan mengarah pada konsep derau termal dan pentingnya hal tersebut dalam bidang elektronika.
Pada awal tahun 1928, Nyquist menggunakan teori gerakan termal untuk menjelaskan hasil eksperimen Georgeson, yang menjadi tonggak penting dalam studi derau termal.
Karakteristik Derau Termal
Menurut eksperimen Georgeson, tegangan kuadrat rata-rata derau termal berhubungan langsung dengan resistansi dan lebar pita frekuensi. Ini berarti bahwa, pada resistor ideal, derau termal dianggap sebagai derau putih, yaitu kerapatan spektrum dayanya tetap hampir konstan pada rentang frekuensi. Karakteristik ini menimbulkan tantangan bagi sensitivitas instrumen pengukuran listrik karena derau termal dapat membanjiri sinyal lemah.
Dampak derau termal pada kapasitor dan induktor
Kapasitor ideal tidak menghasilkan derau termal, tetapi ketika resistansi dan kapasitansi dihubungkan bersama, fenomena yang dikenal sebagai derau kTC terjadi. Selain itu, induktor juga menghasilkan derau serupa, yang selanjutnya menegaskan kinerja dan dampak derau termal dalam situasi yang berbeda.
Sumber derau termal tidak terbatas pada resistor, tetapi juga terdapat pada kapasitor dan induktor, yang memengaruhi seluruh sistem sirkuit.
Aplikasi Derau Termal
Derau termal tidak sepenuhnya merupakan efek negatif, tetapi memainkan peran penting dalam aplikasi tertentu. Misalnya, derau Johnson-Nyquist banyak digunakan dalam pengukuran presisi tinggi, terutama untuk pengukuran termal dan eksperimen pengukuran kuantum klasik. Para ilmuwan menggunakan derau termal untuk mendeteksi perubahan suhu yang halus, yang memungkinkan mereka melakukan pengukuran konstanta Boltzmann secara tepat.
RingkasanStudi tentang derau termal tidak hanya membantu kita lebih memahami kinerja perangkat elektronik, tetapi juga mengeksplorasi pentingnya derau termal dalam berbagai aplikasi teknologi. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, dampak derau termal akan semakin mendapat perhatian, terutama di bidang elektronik frekuensi tinggi dan teknologi kuantum. Menghadapi tantangan ini, haruskah kita memikirkan ulang dan mendesain ulang perangkat elektronik kita untuk mengurangi dampak derau termal?
