Ingångsbrus

Ingångsbrus är de slumpmässiga spännings- eller strömsvängningarna som uppstår vid ingången till ett elektriskt system oberoende av den signal som matas in. Det påverkar minsta avlästa signal, den dynamiska räckvidden och noggrannheten i mätningar eller i sändare/mottagarnas prestanda.

Källor och egenskaper är bland annat termiskt brus (Johnson-Nyquist) i resistiva komponenter, skottskt brus i strömflöden, och 1/f-brus (flicker-brus) som ofta dominera i halvledare och transistorer vid låga frekvenser. Miljöbrus, störningar i strömförsörjningen och störningar i kabelbanor kan också bidra till ingångsbruset. Brus förekommer ofta som vitt brus över ett visst frekvensområde, men vissa typer ökar vid låga frekvenser (1/f-brus).

Mätning och representation sker vanligtvis med ingångsbrusdensitet, till exempel e_n (spänningsbrus) i enheter V/√Hz eller i_n (ströbrus) i A/√Hz. Den totala RMS-bruset över ett bandbreddsintervall B uppskattas ungefär som v_n_rms ≈ e_n ·√B om bruset är vitt i bandet. När ingångsbruset hänvisas till källimpedansen används ofta begreppet ingångsrefererat brus. Brusets bidrag till systemets brusförluster och signal-till-brusförhållande (SNR) är centralt vid prestandautvärderingar.

Minskning av ingångsbrus uppnås genom att använda låg-brus-komponenter, rätt impedansmatchning och hela ingångskedjans design (differential ingångar, god jordning, skärmning och noggrann kabelhantering), samt genom temperaturkontroll och ren strömförsörjning. Användningsområden inkluderar instrumentering, mätförstärkare, sensorsystem och ljud- eller datainsamling där små signaler måste särskiljas från brus.