ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଶବ୍ଦ କିପରି ହ୍ରାସ କରିବେ

ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଶବ୍ଦ କିପରି ହ୍ରାସ କରିବେ

ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଶବ୍ଦରେ ମୁଖ୍ୟତଃ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ: କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ, ଥର୍ମାଲ୍ ଶବ୍ଦ, ସଟ୍ ଶବ୍ଦ, 1/f ଶବ୍ଦ ଏବଂ ୱାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଶବ୍ଦ, ଇତ୍ୟାଦି। ଏହି ବର୍ଗୀକରଣ କେବଳ ଏକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ କଠିନ। ଏଥର, ଆମେ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଗନାଲ ଉପରେ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ଶବ୍ଦର ପ୍ରଭାବକୁ ଭଲ ଭାବରେ ବୁଝିବାରେ ସମସ୍ତଙ୍କୁ ସାହାଯ୍ୟ କରିବା ପାଇଁ ଅଧିକ ବିସ୍ତୃତ ଶବ୍ଦ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ବର୍ଗୀକରଣ ଉପସ୍ଥାପନ କରିବୁ। କେବଳ ଶବ୍ଦର ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝିବା ଦ୍ୱାରା ଆମେ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଶବ୍ଦକୁ ଭଲ ଭାବରେ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବା, ଯାହା ଦ୍ୱାରା ସିଷ୍ଟମର ସିଗନାଲ-ଟୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇପାରିବ।

ସଟ୍ ଶବ୍ଦ ହେଉଛି ଚାର୍ଜ ବାହକମାନଙ୍କର ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ପ୍ରକୃତି ଯୋଗୁଁ ହେଉଥିବା ଏକ ଅନିୟମିତ ଉତ୍ଥାନ-ପତନ। ବିଶେଷକରି ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ପ୍ରଭାବରେ, ଯେତେବେଳେ ଫୋଟନ୍ ଆଲୋକସମ୍ବେଦନଶୀଳ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ଆଘାତ କରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତି, ଏହି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସୃଷ୍ଟି ଅନିୟମିତ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ପୋଇସନ୍ ବଣ୍ଟନ ସହିତ সঙ্গতିିତ ହୋଇଥାଏ। ସଟ୍ ଶବ୍ଦର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ସମତଳ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପରିମାଣଠାରୁ ସ୍ୱାଧୀନ, ଏବଂ ତେଣୁ ଏହାକୁ ଧଳା ଶବ୍ଦ ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ। ଗାଣିତିକ ବର୍ଣ୍ଣନା: ସଟ୍ ଶବ୍ଦର ମୂଳ ମଧ୍ୟମ ବର୍ଗ (RMS) ମୂଲ୍ୟକୁ ଏହିପରି ପ୍ରକାଶ କରାଯାଇପାରିବ:

ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ:

e: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଚାର୍ଜ (ପ୍ରାୟ 1.6 × 10-19 କୁଲମ୍ବ)

ଇଡାର୍କ: ଗାଢ଼ ପ୍ରବାହ

Δf: ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍

ସଟ୍ ଶବ୍ଦ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହର ପରିମାଣ ସହିତ ସମାନୁପାତିକ ଏବଂ ସମସ୍ତ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ସ୍ଥିର। ସୂତ୍ରରେ, ଇଡାର୍କ ଫଟୋଡାୟୋଡର ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଅର୍ଥାତ୍, ଆଲୋକର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ, ଫଟୋଡାୟୋଡରେ ଅନାବଶ୍ୟକ ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ଶବ୍ଦ ଥାଏ। ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ସମ୍ମୁଖ ଭାଗରେ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଶବ୍ଦ ହୋଇଥିବାରୁ, ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ଯେତେ ବଡ଼ ହେବ, ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଶବ୍ଦ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ବାୟାସ୍ ଅପରେଟିଂ ଭୋଲଟେଜ ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟ ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ, ଅର୍ଥାତ୍, ବାୟାସ୍ ଅପରେଟିଂ ଭୋଲଟେଜ ଯେତେ ବଡ଼ ହେବ, ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ତଥାପି, ବାୟାସ୍ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଭୋଲଟେଜ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଜଙ୍କସନ୍ କ୍ୟାପାସିଟାନ୍ସକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଭାବିତ କରେ, ଯାହା ଫଳରେ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ଗତି ଏବଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ବାୟାସ୍ ଭୋଲଟେଜ ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, ଗତି ଏବଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ତେଣୁ, ଫଟୋଡାୟୋଡଗୁଡ଼ିକର ସଟ୍ ଶବ୍ଦ, ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ଏବଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ପ୍ରକୃତ ପ୍ରକଳ୍ପ ଆବଶ୍ୟକତା ଅନୁଯାୟୀ ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯିବା ଉଚିତ।

୨. ୧/ଚ ଫ୍ଲିକର୍ ଶବ୍ଦ

1/f ଶବ୍ଦ, ଯାହାକୁ ଫ୍ଲିକର ଶବ୍ଦ ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ, ମୁଖ୍ୟତଃ କମ୍-ଫ୍ରିକ୍ୟୁଏନ୍ସି ରେଞ୍ଜରେ ଘଟେ ଏବଂ ଏହା ସାମଗ୍ରୀ ତ୍ରୁଟି କିମ୍ବା ପୃଷ୍ଠ ସଫାସୁତୁରା ଭଳି କାରଣଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ଜଡିତ। ଏହାର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ ଚିତ୍ରରୁ, ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ଏହାର ଶକ୍ତି ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା କମ୍-ଫ୍ରିକ୍ୟୁଏନ୍ସି ରେଞ୍ଜ ତୁଳନାରେ ଉଚ୍ଚ-ଫ୍ରିକ୍ୟୁଏନ୍ସି ରେଞ୍ଜରେ ଯଥେଷ୍ଟ କମ୍, ଏବଂ ପ୍ରତି 100 ଗୁଣ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ, ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା ଶବ୍ଦ ରେଖୀୟ ଭାବରେ 10 ଗୁଣ ହ୍ରାସ ପାଏ। 1/f ଶବ୍ଦର ଶକ୍ତି ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ସହିତ ବିପରୀତ ସମାନୁପାତିକ, ଅର୍ଥାତ୍:

ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ:

SI(f) : ଶବ୍ଦ ଶକ୍ତି ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା

ମୁଁ: ବର୍ତ୍ତମାନର

f: ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି

ନିମ୍ନ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପରିସରରେ 1/f ଶବ୍ଦ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ଦୁର୍ବଳ ହୋଇଯାଏ। ଏହି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏହାକୁ ନିମ୍ନ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପ୍ରୟୋଗରେ ହସ୍ତକ୍ଷେପର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଉତ୍ସ କରିଥାଏ। 1/f ଶବ୍ଦ ଏବଂ ୱାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଶବ୍ଦ ମୁଖ୍ୟତଃ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଭିତରେ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରର ଭୋଲଟେଜ ଶବ୍ଦରୁ ଆସିଥାଏ। କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରଗୁଡ଼ିକର ପାୱାର ସପ୍ଲାଏ ଶବ୍ଦ, କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ସର୍କିଟର ଲାଭରେ ପ୍ରତିରୋଧ ନେଟୱାର୍କର ତାପଜ ଶବ୍ଦ ଭଳି ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଶବ୍ଦକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ଶବ୍ଦର ଅନେକ ଉତ୍ସ ଅଛି।

3. କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରର ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ: ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ କରେଣ୍ଟ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା ନିମ୍ନଲିଖିତ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି:

କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ସର୍କିଟରେ, କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦକୁ ଇନ-ଫେଜ୍ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ ଏବଂ ଇନଭର୍ଟିଂ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ଇନ-ଫେଜ୍ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ i+ ଉତ୍ସ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପ୍ରତିରୋଧ Rs ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ, ଏକ ସମତୁଲ୍ୟ ଭୋଲଟେଜ୍ ଶବ୍ଦ ସୃଷ୍ଟି କରେ u1= i+*Rs। I- ଇନଭର୍ଟିଂ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦ ସମତୁଲ୍ୟ ଭୋଲଟେଜ୍ ଶବ୍ଦ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ଲାଭ ସମତୁଲ୍ୟ ପ୍ରତିରୋଧକ R ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ u2= I-* R। ତେଣୁ ଯେତେବେଳେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଯୋଗାଣର RS ବଡ଼ ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦରୁ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ଭୋଲଟେଜ୍ ଶବ୍ଦ ମଧ୍ୟ ବହୁତ ବଡ଼ ହୋଇଥାଏ। ତେଣୁ, ଉତ୍ତମ ଶବ୍ଦ ପାଇଁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା ପାଇଁ, ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଯୋଗାଣ ଶବ୍ଦ (ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପ୍ରତିରୋଧ ସମେତ) ମଧ୍ୟ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଦିଗ। ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ କରେଣ୍ଟ ଶବ୍ଦର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଘନତା ମଧ୍ୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ ନାହିଁ। ତେଣୁ, ସର୍କିଟ୍ ଦ୍ୱାରା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ପରେ, ଏହା, ଫଟୋଡାୟୋଡର ଅନ୍ଧକାର କରେଣ୍ଟ ପରି, ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ସଟ୍ ଶବ୍ଦକୁ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗଠନ କରେ।

୪. କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ସର୍କିଟର ଲାଭ (ଆମ୍ପ୍ଲିଫିକେସନ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର) ପାଇଁ ପ୍ରତିରୋଧ ନେଟୱାର୍କର ତାପଜ ଶବ୍ଦକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ସୂତ୍ର ବ୍ୟବହାର କରି ଗଣନା କରାଯାଇପାରିବ:

ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ:

k: ବୋଲ୍ଟଜମାନ ସ୍ଥିରାଙ୍କ (1.38 × 10-23J/K)

T: ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ତାପମାତ୍ରା (K)

R: ପ୍ରତିରୋଧ (ଓହମ୍ସ) ତାପଜ ଶବ୍ଦ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ପ୍ରତିରୋଧ ମୂଲ୍ୟ ସହିତ ଜଡିତ, ଏବଂ ଏହାର ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ସମତଳ। ଏହା ସୂତ୍ରରୁ ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ଲାଭ ପ୍ରତିରୋଧ ମୂଲ୍ୟ ଯେତେ ବଡ଼ ହେବ, ତାପଜ ଶବ୍ଦ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଯେତେ ବଡ଼ ହେବ, ତାପଜ ଶବ୍ଦ ମଧ୍ୟ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ତେଣୁ, ପ୍ରତିରୋଧ ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ମୂଲ୍ୟ ଲାଭ ଆବଶ୍ୟକତା ଏବଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଆବଶ୍ୟକତା ଉଭୟ ପୂରଣ କରେ ଏବଂ ଶେଷରେ କମ୍ ଶବ୍ଦ କିମ୍ବା ଉଚ୍ଚ ସଙ୍କେତ-ରୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତ ମଧ୍ୟ ଦାବି କରେ, ସିଷ୍ଟମର ଆଦର୍ଶ ସଙ୍କେତ-ରୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରକୃତ ପ୍ରକଳ୍ପ ଆବଶ୍ୟକତା ଉପରେ ଆଧାର କରି ଲାଭ ପ୍ରତିରୋଧକ ଚୟନକୁ ସାବଧାନତାର ସହ ବିଚାର ଏବଂ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ।

ସାରାଂଶ

ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବାରେ ଶବ୍ଦ ଉନ୍ନତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ଉଚ୍ଚ ସଠିକତା ଅର୍ଥ କମ୍ ଶବ୍ଦ। ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅଧିକ ସଠିକତା ଦାବି କରୁଥିବାରୁ, ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଶବ୍ଦ, ସିଗନାଲ-ଟୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତ ଏବଂ ସମକକ୍ଷ ଶବ୍ଦ ଶକ୍ତି ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକତା ମଧ୍ୟ ଅଧିକରୁ ଅଧିକ ହେଉଛି।