Untersuchungen über Widerstandsrauschen: aus dem Institut für Angewandte Physik der Universität Münster
Nov. 2013 · Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen Boek 148 · Springer-Verlag
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Die vielseitige Verwendung elektronischer Hilfsmittel in der Meß- und Regeltechnik hat dazu geführt, daß die - bislang nur bei physikalischen Untersuchungen in Erscheinung getretene - natürliche Grenze der Meßge nauigkeit auch in der Technik von entscheidender Bedeutung ist. Die klein sten in den Geräten vorkommenden Nutzeffekte, etwa in Form elektrischer Ströme oder Spannungen, sind heute oftmals von derselben Größenordnung wie die natürlichen Störeffekte. Die Forderung nach der Erhöhung der Ge nauigkeit hat einerseits dazu geführt, Methoden auszuarbeiten, die es ermöglichen, die Betriebssicherheit auch bei kleinem Verhältnis von Nutz zu Stör zu gewährleisten. Andererseits ist es unerlässlich, die physi kalischen Ursachen der verschiedenen Störeffekte mit dem Ziel einer weit gehenden Ausschaltung zu erforschen. Zu der letztgenannten Frage sollen die Untersuchungen, über die hier berichtet wird, einen Beitrag liefern. Ir. Einlei tung Wenn man an den Eingang einer Verstärkerschaltung einen elektrischen Widerstand hoher Ohmzahl legt, so tritt am Ausgang dieses Verstärkers eine Spannung auf, die unregelmäßige Schwankungen zeigt. In den Geräten der Nachrichtentechnik ruft diese Erscheinung ein Rauschen hervor, wes halb sich die Bezeichnung elektrische "Rauschspannung" eingebürgert hat. Eine solche Rauschspannung kann aufgefaßt werden als das Zusammenwirken vieler Wechselspannungen, die ein weites Frequenzgebiet umfassen. In Analogie zum kontinuierlichen Spektrum der Optik spricht man daher im vorliegenden Fall, bei dem die Anteile gleichmäßig auf alle Frequenzen verteilt sind, von einem "weißen Rauschen". Infolge der unregelmäßigen Schwankungen der Amplitude müssen zur quanti tativen Beschreibung einer Rauschspannung zeitlicheMittelwerte verwendet werden, so z. B.
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