Коэффициент шума и шумовая температура

10. Коэффициент шума и шумовая температура.

Для количественной характеристики шумовых свойств электрических схем вводится понятие шумящего четырехполюсника.

Шумящий четырехполюсник – любой фрагмент схемы, содержащий источник шума. Он часто заменяется эквивалентной схемой, которая состоит из нешумящего четырехполюсника и источников шумовых ЭДС и токов, включенных на его входе.

     1                                                                                   2          1                                                                                             2

      1’                                                                                   2’            1’                                                                                2’

Шумовые свойства шумящего четырехполюсника количественно оцениваются коэффициентом шума. Коэффициент шума показывает во сколько раз уменьшится отношение с/ш при прохождении сигнала через шумящий четырехполюсник.

  составляющая шума на выходе четырехполюсника, которая обусловлена шумом источника сигнала.

Таким образом коэффициент шума трактуется как отношение суммарной мощности шума на выходе  к составляющей, обусловленной шумом источника сигнала.

Рекомендуемые материалы

                                               составляющая шума, обусловленная собственным шумом

.

Понятие коэффициента шума успешно используется при оценке качества сигнала при прохождении его через шумящий четырехполюсник.

Однако этот параметр затрудняет сравнение шумящих четырехполюсников по их шумовым свойствам, так как в выражении для коэффициента шума присутствует шум источника сигнала.

Чтобы процесс легче осуществлял сравнение вводится еще один параметр, его собственная температура.

Шумовая температура.

Рассмотрим согласованное подключение источника сигнала к четырехполюснику, считая, что шум источника сигнала создается лишь его внутренним сопротивлением.

Предположим, что четырехполюсник не создает собственного электрического шума. Подогреем внутреннее сопротивление до такой температуры, чтобы шум на выходе четырехполюсника сравнялся с шумом реальной схемы.

Необходимая добавка температуры для внутреннего сопротивления источника сигнала называется собственной шумовой температурой четырехполюсника.

                                                Rс

                                       Ec                        Rвх              Rвых                       Rн            Rc=Rвх, Rвых=Rн

Определим составляющую шума, которая обусловлена источником сигнала.

.

                       Rc                     

                                       Rвх          Rc= Rвх.

.

Область частот , в которой производится анализ шумовых свойств четырехполюсника, определяется полосой пропускания полосового фильтра, входящих в линейный тракт. Любой полосовой фильтр имеет собственные электрические потери. Поэтому он создает электрический шум.

Спектральная плотность мощности шума на выходе фильтра неравномерна и поэтому шум на выходе фильтра небелый. Для упрощения расчетов его заменяют эквивалентным белым, спектральная плотность которого определяется сопротивлениями потерь, а полоса частот действия этого шума определяется шумовой полосой .

,                        - шум четырехполюсника,

,                                                                                          приведенный к его входу.

                         .

Определим  при реальных условиях эксплуатации четырехполюсника если известно паспортное значение , которое определяется обычно при .

"10 Воспитание как восхождение к свободе" - тут тоже много полезного для Вас.

.

Иногда при расчетах используется чисто формальные параметры, характеризующие шумовые свойства четырехполюсника: шумовая проводимость и шумовое сопротивление. Они предназначены, чтобы заменить в расчетных схемах источники шумового ЭДС на шумовую проводимость и шумовой ток на шумовое сопротивление.