Bruit de fond | EPFL Graph Search

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En traitement du signal, on appelle bruit de fond toute composante non désirée affectant la sortie d'un dispositif indépendamment du signal présent à son entrée. Le bruit de fond se décompose en bruit propre, que cause le dispositif lui-même, et en perturbations originaires de l'extérieur qu'il capte malencontreusement. Au fur et à mesure que le signal se rapproche, puis s'enfonce en dessous du niveau du bruit de fond, la quantité d'informations qu'il peut transporter décroît , il devient plus difficile à détecter, et il finit par se dissoudre dans l'incertitude. Le bruit de fond perturbe d'autant plus un signal qu'il occupe la même bande de fréquences. L'analyse spectrale d'un signal électrique débouche sur les notions de largeur de bande et de bande passante. L'étude d'un canal de communication s'effectue alors par des fonctions sinusoïdales. On peut aussi considérer le signal comme un processus stochastique, dont la valeur instantanée est imprévisible. Ce modèle mathématique est particulièrement approprié pour les bruits, dont l'origine physique détermine une fonction aléatoire caractéristique. Définir le signal et le bruit comme des phénomènes stochastiques permet d'évaluer, dans une situation donnée, la probabilité d'une erreur dans la transmission. Selon les domaines, on utilise différents modèles de bruit : bruit basse fréquence (BF) : bruit thermique ou bruit de diffusion : il est dû à l'agitation thermique des atomes et molécules, et des porteurs de charge dans le cas du bruit électronique, bruit de grenaille : lié au caractère aléatoire d'une émission de photons, il dépend du taux démission selon une loi de Poisson, bruit en excès : bruit en 1/f ou bruit de scintillation : sa densité spectrale de puissance est proportionnelle à l'inverse de la fréquence bruit de génération-recombinaison, bruit GR : bruit électronique, des défauts du semi-conducteur piègent des porteurs de charge ce qui donne un bruit lorentzien, bruit télégraphique ou RTS (random telegraphic signal) : il s'agit d'une fluctuation du signal entre plusieurs niveaux, bruit en créneaux (en anglais burst noise ou popcorn noise) : instabilité entre deux niveaux.

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This paper describes an all-digital backscatter modulation approach leveraging delta-sigma modulation (DSM) to improve the in-channel spectral characteristics of orthogonal frequency division multiplexed (OFDM) backscatter communication. We demonstrate through numerical simulations and experimental validation that DSM can improve the spurious-free dynamic range (SFDR) of OFDM subcarriers generated by a low-resolution impedance digital-to-analog converter (DAC), such as an RF switch having two or four different impedance states. We present the design and validation of a prototype OFDM backscatter uplink with DSM implemented with all-digital logic in an FPGA. A single-pole-four-throw CMOS RF switch (i.e. 2-bits of impedance DAC resolution) serves as the backscatter modulator. We experimentally validated the DSM approach with a 2.4 GHz, five-subcarrier OFDM backscatter uplink and a four-times oversampling DSM at up to 1.25 Mbps. In this scenario, the DSM improved the SFDR by 43 dB within the subcarrier band while reducing the overall noise floor in the same band by 11.3 dB. These results confirm that a DSM approach can be used to control quantization noise and improve the spectral characteristics of low-resolution digital impedance modulators for backscatter communication in scenarios where in-channel SFDR is more important than wideband noise performance.

IEEE2022

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In signal processing, noise is a general term for unwanted (and, in general, unknown) modifications that a signal may suffer during capture, storage, transmission, processing, or conversion. Sometimes the word is also used to mean signals that are random (unpredictable) and carry no useful information; even if they are not interfering with other signals or may have been introduced intentionally, as in comfort noise. Noise reduction, the recovery of the original signal from the noise-corrupted one, is a very common goal in the design of signal processing systems, especially filters.

Audio bit depth

In digital audio using pulse-code modulation (PCM), bit depth is the number of bits of information in each sample, and it directly corresponds to the resolution of each sample. Examples of bit depth include Compact Disc Digital Audio, which uses 16 bits per sample, and DVD-Audio and Blu-ray Disc which can support up to 24 bits per sample. In basic implementations, variations in bit depth primarily affect the noise level from quantization error—thus the signal-to-noise ratio (SNR) and dynamic range.

Bruit de fond

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