Müra (elektroonika)

Müra on elektroonikas, sidetehnikas ja raadiotehnikas nähtus, mis avaldub mitmesuguse füüsikalise päritoluga juhuslike elektriliste võnkumistena.

Tekkepõhjused

Elektriahelais põhjustavad müra laengukandjate kaootiline soojusliikumine ahelaelementides, elektrilaengute diskreetsusest põhjustatud nn haavelmüra ja samuti elektroonikakomponentide (takistid, kondensaatorid, induktiivpoolid) parameetrite juhuslikud muutused. Müra võnkumised võivad tungida elektriahelatesse ka väljastpoolt kas elektromagnetilise induktsiooni teel või raadiohäiretena. Raadiohäirete allikaiks on mitmesugused looduslikud ja tehislikud elektromagnetnähtused.

Valge müra pinge ajaskaalal

Roosa müra amplituudi sagedusjaotus

Liigitus sagedusspektri järgi

Mürade liigituse aluseks võib olla see, kuidas müraenergia vaadeldavas sagedusribas jaotub, kusjuures kasutatakse optilise spektri värvuste nimetusi. Näiteks roosaks nimetatakse müra, mille spektris on ülekaalus madalamasageduslikud komponendid, nii nagu roosa valguse spektris on ülekaalus madalama sagedusega, s.o punase värvusega komponendid.

• Valge müra spektraaltihedus on kõigil sageduste enam-vähem ühesuurune (näiteks helisagedusel 100 Hz sama mis sagedusel 10 kHz).
• Roosa müra energia väheneb 3 detsibelli oktavi kohta, olles seega kõigis oktavites ühesuurune (näiteks helisageduste vahemikus 100‒200 Hz niisama suur kui vahemikus 10‒20 kHz). Roosa müra tuntakse ka 1/f-mürana, sest niisuguse müra amplituud väheneb sageduse tõustes, seega on pöördvõrdeline sagedusega.

Vähem kasutatakse mõisteid punane müra (‒6 dB/oktav), sinine müra (+3 dB/oktav), violetne müra (+6 dB/oktav) ja must müra (müra praktiliselt puudub).

Signaali-müra suhe

Signaali-müra suhe on parameeter (tunnussuurus), mis iseloomustab müra taset elektriahelas.

 Pikemalt artiklis Signaali-müra suhe

Mürategur

Mürategur näitab, kui palju on signaali-müra suhe elektronseadise (näiteks transistori) või elektronseadme (näiteks võimendi) väljundis suurem kui sisendis:

$F={\frac {\mathrm {SNR} _{\text{sis}}}{\mathrm {SNR} _{\text{välj}}}}$

ehk detsibellides:

$F_{\mathrm {dB} }=10\cdot \mathrm {log} \,{\frac {\mathrm {SNR} _{\text{sis}}}{\mathrm {SNR} _{\text{välj}}}}.$

Müratemperatuur

Müratemperatuur iseloomustab elektronseadises või -seadmes (nt LNB-s) tekkiva soojusmüra ehk termilise müra taset. Mida madalam on müratemperatuur, seda vähem niisugust müra signaalile lisandub. Müratemperatuuri väljendatakse Kelvini kraadides.

Mürad elektroonikaseadmestikus

Elektroonikaseadme mürad võib jagada omamüraks, mis tekib seadmes endas, ja signaaliga kaasnevaks müraks, nt raadiovastuvõtul või heliplaadi mängimisel. Omamüra peamised liigid:

• omakahin, mida põhjustavad skeemielemendid, eelkõige aktiivelemendid;
• võrgumüra – pidev urin sagedusega 50 Hz, mis kandub toitevõrgu juhtmeist nt ühenduskaableisse induktsiooni teel, ja sagedusega 100 Hz, mis on tingitud täisperioodalaldatud pinge ebapiisavast silumisest.

Kvaliteetsete helivõimendite signaali-müra suhe on enamasti vahemikus 90–96 dB.

Võrgumüra tekkepõhjused ja kõrvaldamine

Võrgumüra (50 Hz) tekkimine on seotud elektritoitevõrgu iseärasustega. Teatavasti saavad koduelektroonikaseadmed nagu muudki ühefaasilised elektritarvitid elektertoidet kaabli faasisoone ja neutraalsoone kaudu. Pistikupesa neutraalsoonega (nulljuhtmega) ühendatud kontakt on maandatud ja faasikontaktil on maa suhtes 230-voldine pinge. Pesa külgedel olevad kaitsekontaktid on ühendatud sisestuskilbi maandusjuhi küljest tuleva eraldi kaitsemaandussoonega (pistikupessa tuleva kaabli neutraalsoon on sinise ja kaitsesoon kollarohelise isolatsiooniga). Kaitsekontaktid ühendavad maaga seadmete korpused ja muud voolu juhtimiseks mitte-ettenähtud metallosad, millel isolatsioonirikke korral võiks tekkida eluohtlik pinge.

Elektroonikaseadmestikus töötavad koos mitut liiki seadmed. Kui need on ühendatud üksteisest eemal asuvatesse pistikupesadesse, moodustab pesade vahele jääv neutraaljuhe signaalivoolu tagasijuhtmele (nt RCA-kaabli varjepunutisele) paralleelühenduse. Niisugune ühendus võib moodustuda ka otseühenduse puudumisel, tingituna paratamatult esinevatest mahtuvus- ja induktiivsidestustest seadmeelementide vahel. Seepärast on soovitav toita kõiki koos töötavaid seadmeid ühest mitmepesalisest seinakontaktist või pikendusjuhtme pesadest.

Varjevoolufilter

Ferriitdrossel

Kui kaablivarje ja pistiku vahel tekib katkestus (nt nn külma joote tõttu) või pistiku ja pesa vahel on halb kontakt (tingituna korrodeerunud või lõtvunud kontaktdetailidest), jääb signaali teiseks juhtmeks ainuüksi võrgu neutraalsoon ja tagajärjeks on loomulikult tugev urin. Toitevõrku või käsitada ka antennina, mis võtab vastu iga liiki häireallikaist (lülitid, kodumasinad, elektritööriistad, mobiiltelefonid, arvutid jm digitaalseadmed, liiklusvahendid) saabuvaid signaale ja nende intermodulatsioonisagedusi. Paljude seda laadi häirete ja ka võrgumüra vastu aitab spetsiaalne võrgufilter (see võib olla pikendusjuhtme pesadega kokku ehitatud. Hi-Fi- ja kodukinoseadmestiku jaoks mõeldud võrgutoitekomplektides on igal pesal või pesapaaril omaette võrgufilter (nt optimeeritud võimsusvõimendite, analoogsignaaliallikate, digitaalsignaaliallikate ja videokomponentide jaoks), ka sisaldavad nad kaitseseadiseid ülepingest ja pikselöögist põhjustatava liigvoolu vastu.

Ebasümmeetriliste (RCA-) ja sümmeetriliste (XLR-) ühendustega seadmeid saab häirevabalt kokku ühendada sellekohase eraldustrafo vahendusel, millel on vajalikku tüüpi pesad. Tõhusaks müratõrjevahendiks on spetsiaalne varjevoolufilter (sheath current filter), mis ühendatakse antennipesa ja -pistiku vahele. Filtris sisalduv eraldustrafo või kondensaator katkestab galvaanilise ühenduse (alalisvoolujuhtivuse) sisendi ja väljundi vahel. Kaablivarjes indutseeruvate kõrgsageduslike häirete edasipääsu tõkestab kaablit ümbritsev ferriitdrossel.

Kirjandus

• ENE, 6. kd, 1992, lk 521
• Lembit Abo. Koduelektroonika käsiraamat. Tallinn, 2007, lk 56–58