Mengesampingkan tantangan pemrosesan sinyal, mari kita periksa beberapa lantai kebisingan.
Sebuah resistor 62 ohm menghasilkan 1 nanovolt / rtHz RMS noise pada 290 Kelvin, dan mengabaikan berbagai kontributor kristal-cacat, beberapa di antaranya bergantung pada level saat ini dan dapat meningkatkan nanovolt itu dengan perintah besarnya.
Jadi kami memiliki lantai kebisingan acak 1 nanovolt, dalam rentang skala input penuh 1 volt. Jika Anda membatasi efektif-noise-bandwidth hingga 1 cycle-per-second.
Ini memberi kita 9 angka desimal, atau 30 bit (atau dengan tanda, 31 bit).
Berapa banyak kekuatan sinyal input yang harus kita miliki?
Menggunakan V noise_cap = sqrt (K * T / C) untuk filter kapasitor yang diaktifkan, kita mempelajari kapasitor 10 pF pada 290 derajat Kelvin akan menghasilkan 20 microvolts RMS random noise. Kebisingan ini berasal dari SWITCH (mis. FET, saat FET dimatikan).
Kita perlu mengurangi lantai kebisingan dengan faktor 20.000.
Ini membutuhkan kapasitor ukuran 10 pF * 20.000 * 20.000 = 4.000 * 1.000 * 1.000 pF.
Atau 4 milifarad.
Energi sensor apa yang dibutuhkan ini?
Daya = frekuensi * kapasitansi * tegangan ^ 2
Daya sensor = 1 * 0,004 farad * 1 volt ^ 2
Daya sensor = 0,004 watt
Sensor apa yang menghasilkan 4 miliwatt? Kartrid kumparan bergerak-kumparan dengan 10 ohm (resistansi kumparan) dapat menghasilkan output 200 microVoltsRMS; menggunakan Power = Vrms ^ 2 / Resistance, kami menemukan Power = 4e-8/10 = 4e-9 = 4 nanoWatts; jadi kita seharusnya tidak mengharapkan 30 bit musik dari piringan hitam, bahkan untuk nada yang sangat tersaring.
Sekarang, untuk bersenang-senang, coba tebak berapa bandwidth efektif-noise 62 ohm dan 0,004 Farad? Sudut -3dB adalah sekitar 4 radian per detik. Mengintegrasikan dari DC ke tak terhingga, Anda mendapatkan 6,28 radian per detik.
Bukankah alam itu menyenangkan?