Ruido electrónico

    Distorsión e interferencias producidas en la señal de un circuito electrónico.

    Cuando se produce una señal en un circuito electrónico, es inevitable que a ella se superpongan otras procedentes de otros orígenes e, incluso, del mismo sistema generando ruido electrónico. El ruido está formado por una serie de señales parásitas que causan resultados indeseables, por lo que deben arbitrarse medidas que permitan su eliminación o que, al menos, minimicen sus efectos.

    El problema tiene especial relieve cuando la señal producida es analógica y las ondas del ruido son similares a la de aquélla en amplitud y otras características, hasta el punto de que el efecto puede llegar a anular la señal principal. En cambio, en las ondas cuadradas, propias de las señales digitales, el ruido no causa efecto alguno, salvo que sea capaz de cambiar el estado de esa onda (de 1 a 0 o bien de 0 a 1).

    Los principales tipos de ruidos en circuitos electrónicos son:

    Ruido de disparo: se debe al hecho de que los portadores libres de carga, como los electrones, se propagan no de manera continua, sino de forma discreta. Ello origina fluctuaciones aleatorias en la intensidad de la corriente que son la causa de este tipo de ruido, cuyo valor depende del valor medio que tenga dicha intensidad. Es especialmente importante cuando las cargas viajan a través de una unión PN. El proceso aleatorio que siguen las fluctuaciones causantes del ruido de disparo permite considerar que los portadores de carga obedecen a una distribución de Poisson, cuya desviación típica es:

    donde I es el valor de la intensidad media, ela carga del electrón y f el ancho de banda de las frecuencias que se considere.

    Ruido químico: su origen se halla en la constitución química de los componentes del sistema, los cuales pueden verse afectados por las condiciones ambientales tales como la humedad o la temperatura.

    Ruido térmico: conocido también como ruido de Jonson-Nyquist. Está creado por la agitación térmica de los electrones al atravesar determinados componentes resistivos del circuito, como resistencias óhmicas, condensadores, celdas electroquímicas, etc., generándose, de manera aleatoria, variaciones en la tensión. Se trata de un ruido inevitable, pues su desaparición sólo es posible en ausencia de resistencias, lo que sólo se logra en el inalcanzable cero absoluto.

    Ruido blanco: señal aleatoria que contiene todas las frecuencias con la misma potencia. Sus valores en instantes diferentes no guardan relación aleatoria alguna. Estas características hacen que presente una densidad espectral de potencia (PSD) completamente plana, al igual que sucede con el espectro de la luz visible, de ahí el nombre de este ruido. Puede materializarse observando en una televisión un canal que no esté sintonizado con ninguna emisora.

    Ruido rosa:cuando la PSD de una señal no es plana, se dice que el ruido está “coloreado”. El “color” depende en cada caso de la forma que adopta la densidad espectral de potencia plana. El ruido rosa es el debido a una señal en la que la PSD es proporcional al recíproco de su frecuencia. Es un ruido blanco en el que casi no hay frecuencias altas.

    Ruido gaussiano: es aquel en el que la señal sigue un proceso estocástico que corresponde a una distribución de Gauss.

    Ruido blanco gaussiano:se debe a una señal que posee ambas características: presentar ruido blanco y, además, de aleatoriedad representable por una distribución de Gauss.