Ruido de resistencia: ¿en qué tendrá efecto en un circuito?

El artículo vinculado analiza tres tipos de ruido:

Ruido térmico: el ruido térmico es el ruido al que nos referimos con más frecuencia cuando hablamos de ruido de resistencia. Otro nombre es ruido de Johnson. El ruido térmico es el resultado del movimiento aleatorio de los electrones a través de la resistencia y está dado por sqrt (4kBTR), como se indica en el artículo. Lo más importante es que el ruido térmico rms es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura (escala Kelvin) ya la raíz cuadrada del ancho de banda de lo que sea que esté midiendo el ruido.

Ruido de contacto: no está exactamente claro qué trata el artículo aquí, pero él distingue este ruido por su característica 1/f. El ruido con dependencia 1/f podría surgir de la corriente que pasa a través de las barreras entre los granos de carbono en una resistencia de carbono (razón por la cual el artículo recomienda otros tipos) o por la corriente que pasa a través del límite entre los cables metálicos de la resistencia y el material resistente al carbono. Este es el único tipo de ruido que, según el artículo original, se reducirá mediante el uso de una resistencia de mayor potencia. Esto podría explicarse porque la resistencia de mayor vataje tiene más rutas paralelas a través de diferentes límites de grano o interfaz, lo que da como resultado un promedio de contribuciones de ruido.

Ruido de disparo: normalmente no caracterizaría esta fuente de ruido como generada por una resistencia. El ruido de disparo es fundamental en cualquier circuito, resistivo o no, cuando se detecta corriente. Resulta del hecho de que la corriente no llega en un flujo absolutamente continuo, sino un electrón a la vez. Es probable que el ruido de disparo sea un problema solo en circuitos extremadamente sensibles donde otras fuentes de ruido han sido cuidadosamente eliminadas, o cuando se usan altas ganancias de corriente.

El ruido térmico o el ruido de disparo se pueden caracterizar como un ruido de voltaje o un ruido de corriente, según los circuitos equivalentes de Thevenin y Norton:

En cualquier caso, el ruido de la resistencia se inyecta en los nodos del circuito conectados a la resistencia. Debido a que generalmente es una señal de nivel muy bajo, es poco probable que se emita como EMI y cause problemas en partes no conectadas de su circuito, a menos que, por supuesto, su circuito la amplifique.

Para responder a una pregunta de los comentarios, el ruido "blanco" es ruido que tiene una densidad de potencia constante sobre la frecuencia. Por ejemplo, si una fuente de ruido blanco produce 2 nV/raíz cuadrada (Hz), y la medimos con un ancho de banda de 1 Hz alrededor de 100 kHz o con un ancho de banda de 1 Hz alrededor de 100 GHz, mediremos un ruido de 2 nV rms en cualquier caso. El ruido térmico es una fuente de ruido blanco, mientras que el "ruido de contacto", como se mencionó anteriormente, no es blanco porque tiene una dependencia de frecuencia 1/f.

Hay diferentes tipos de ruido. Uno de los más destacados es el ruido térmico. Como sugiere el nombre, esto es térmico, por lo que es lineal a la temperatura (como muestra la ecuación allí).

Esto significa que si una resistencia se calienta, tendrá más ruido. El blindaje de metal no es muy efectivo contra este tipo de ruido, el blindaje de metal generalmente se usa para suprimir la entrada (o salida) de EMI en el circuito. Por ejemplo, los circuitos de video pueden funcionar en regiones de MHz. El ruido de 100 MHz está en todas partes a nuestro alrededor (banda de radio FM), por lo que si ese tipo de señales entraran en circuitos sensibles (alta impedancia), introducirían interferencias.

El ruido puede propagarse a través de los circuitos debido a su frecuencia (algunos componentes no pueden suprimir muy bien el ruido de muy alta frecuencia) o simplemente porque el ruido está en una señal que desea amplificar. Si amplifica la señal por cien, el ruido también será cien veces mayor. Un amplificador también agregará ruido, pero no tiene que ser ruido térmico, también puede ser ruido de parpadeo o de diferentes tipos específicos de semiconductores.

La relación señal-ruido dice algo sobre qué tan grande es la señal en comparación con el ruido. Esto se expresa en decibelios, y cuanto más alto, mejor. Si pasa la señal a través de más amplificadores y circuitos, este valor solo disminuirá aún más.

... ¿solo tendrá efecto a través de las pistas del circuito y entrará en los componentes en su camino, o si está en forma de EMI y puede tener efecto en los componentes sensibles cercanos, incluso si no están conectados a la resistencia ruidosa?

El ruido de la resistencia es inherente dentro de la propia resistencia. No puedes reducirlo o filtrarlo; solo puede aprender a lidiar con sus consecuencias, una de las cuales es que para los circuitos de ruido ultra bajo, es posible que deba elegir valores de resistencia que sean valores relativamente bajos.