تذبذبات عشوائية غير مرغوب فيها في إشارة كهربائية.الضوضاء الكهربائية هي تذبذبات عشوائية غير مرغوب فيها في الجهد أو التيار تعلو الإشارة المقصودة. وهي قيد أساسي في جميع الأنظمة الإلكترونية، من مكبرات الصوت إلى المستشعرات الكمومية. يمكن للضوضاء أن تحجب الإشارات الضعيفة، وتفسد البيانات، وتضع حدًا أدنى لدقة القياس. في التجارب الفيزيائية، غالبًا ما يكون تمييز الإشارة الحقيقية عن الضوضاء هو التحدي المركزي، خاصة عند قياس تأثيرات دقيقة مثل الفوتونات المفردة أو الانتقالات الذرية.
أول وصف كمي للضوضاء الحرارية قدمه جون بي جونسون في عام 1926، وقدم هاري نيكويست التفسير النظري في نفس العام. كما تنبأ والتر شوتكي بالضوضاء الطلقة في عام 1918.
تنشأ الضوضاء من عدة مصادر فيزيائية. تأتي الضوضاء الحرارية (جونسون-نيكويست) من الحركة الحرارية العشوائية لحاملات الشحنة في الموصل، وتزداد مع درجة الحرارة والمقاومة. تنشأ الضوضاء الطلقة من الطبيعة المتقطعة للشحنة الكهربائية، وتظهر كتقلبات عشوائية في التيار عندما تصل الإلكترونات في أوقات عشوائية. تهيمن ضوضاء الوميض (ضوضاء 1/f) عند الترددات المنخفضة وترتبط بعيوب المواد. هذه التقلبات عشوائية بطبيعتها، لذا لا يمكن التنبؤ بها بدقة، بل توصف إحصائيًا فقط (مثلًا عبر الكثافة الطيفية للقدرة).
يصمم المهندسون مكبرات منخفضة الضوضاء ويستخدمون تقنيات مثل متوسط الإشارة وكشف القفل لاستخراج الإشارات المدفونة في الضوضاء، وهو أمر أساسي في التصوير الطبي (مخطط كهربية القلب، مخطط كهربية الدماغ)، وعلم الفلك الراديوي، والساعات الذرية عالية الدقة.
حتى عند درجة حرارة الصفر المطلق، فإن التقلبات الكمومية لنقطة الصفر تعني أن الضوضاء الكهربائية لا تختفي تمامًا أبدًا—وهو حد يُعرف بأرضية الضوضاء الكمومية.
لا مقالات بعد