노이즈의 원인과 대책
백색 잡음(White Noise)
전자기학적 원리에 의해 절대 온도가 0 K를 벗어나게 되면 자연 발생적으로 전자들이 운동을 하게 되는데 이같이 전자가 열 운동을 하게 됨에 따라 발생하는 본질적 잡음을 말합니다. 이같은 잡음을 줄이기 위해서는 측정온도를 높지 않게 하는 것이 겠죠.
이러한 잡음을 수치화한 것이 있는데 유효 잡음 전력 이라하죠. 유효잡음 전련을 P라고 하면 다음과 같습니다.
여기에서 en은 유효 잡음 전압, R은 부하 저항, k는 Boltzmann 상수로, k=1.38×10-23 Joules/°K, T는 절대온도, B는 주파수 대역(Band Width)입니다.
정전 유도 잡음(Electrostatic Induction Noise)
도체에 양전하를 띤 유도체를 가까이 가져가면 양극화 현상이 일어나 전자 이동이 일이나겠죠. 그러면 두 개의 물체사이에 전기력선이 생성되고 따라서 전류가 흐르게 되어 잡음이 발생하게 되죠. 이러한 노이즈의 경우 전기력선을 끊어 주면 노이즈를 방지할 수 있는데, 이런 정전 유도 방지인 정전 차폐(Electrostatic Shielding)를 하면 되는데 우리가 흔히 알고 있는 접지(Earth, or Ground)를 하면 되는 거죠. 보통 접지는 접지 끝단에 큰 동판에 연결하여 땅속에 묻어 사용하는 것이 일반적이며 각종 장비의 입력전원 코드의 3극을 사용하고, 최대한 정전기가 발생하지 않도록 습도를 잘 조절하면 됩니다. 또한 접지할 때는 접지선들이 접지점의 한 곳으로 나가도록 해서 다른 한끝은 자유단이 되도록 하여 각각의 접지선들이 폐회로가 되어선 안되겠죠.
전자 유도 노이즈( Electromagnetic Induction Noise)
발전기의 원리와 같이 Coil이 Loop를 그리고 있는 회로에 자속(Magnetic Flux)이 변하면 Coil에 기전력이 발생하게 되어 전류가 흐르게 되는데, 직선의 도선에 전류가 흐르면 도선 주위에 자기장이 형성되고 자기장은 도선에 진동등이 발생하면 변동하게 되어 여러 가닥의 도선이 나란하게 배선될 경우 상호유도에 의해 도선에 변동 전류가 생성되어 잡음을 발생하게 되는 것입니다. 이러한 전자 유도 노이즈를 제거하려면, 먼저 배선을 할 때 도선을 꽈배기처럼 서로 꼬아서(Twist) 연결하고, 배선이 진동하지 않도록 테이프등으로 단단히 고정하여 측정하도록 해야 합니다. 예를 들어 실험장치에 연결된 각각의 배선들을 회전체등의 진동원으로부터 미세한 진동을 일으킬 경우도 노이즈가 발생하므로 정반등의 표면에 접착 테이프등을 이용하여 붙여 고정하여 사용하는 것입니다.
입력 전원에 의한 노이즈
입력 전원의 주파수는 우리나라의 경우 60Hz 이므로 일반적으로 60Hz의 노이즈가 발생하는데, 이를 제거하기 위해서 라인 필터(Line Filter)를 이용하는 경우가 대부분이나, Common Mode Noise와 같은 경우 필터링할 수 없으므로 여러개의 콘덴서를 추가한 노이즈 필터(Noise Filter)를 사용하는 것이 보다 좋겠지요.
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