hhis11 (558077), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Эффективные значения нельзя';"',1 суммировать! Отношение сигнал шум. Отношение сягц '.",: нал шум (СгШгг определяется по формухе'г'„' ( ГШ )о) ((;г Пг) г де лля напряжении указаны эффекгивяьк значения. а взирина полосы и некоторая "',' центральная полоса оговорены. т,е это'>=';: есть о ношение (в депибелах) эффектик' ного напряжения полезного сигнала к зФ;- фективному напряжению имеюшегося шума аСнгнала может быть синусов. дальным.
илн несущей частотой с моФ"''",:,-'( линней. или даже шумоподобным сюиа лом Если сигнал имеет узкополосный - е р, ' суШ отвеина, в какой пог СФ :;.' измеряется отношение С,гШ, так как о"о ",: сади полоса измерений становится ',-',Полосы, содержаШей спектр сигнарением полосы энергия шума ается, а энергия сигнала остается шума. Любой реальный сигнала или измерительный ;тенерирует шум из-за наличия теШума во внутреннем сопротивМ~Фточника (реальная часть комплеклного сопротивления).
Конечно и дополнительные источники ;йт других причин. Коэффициент Ш) усилителя — это просто отноюн дедибелах выходного сигнала усилителя к выходному сигнашенногон (бесшумного) усилитем же коэффициентом усиления. сигналом в обоих случаях явги'ягяпповой шум подключенного ко тели резистора :,'КВ Г(4)сТКа .~- юг)/4(сТЯД = ~Х61й(1 + ю~!4(сТК) дБ, з:;.~редний квадрат напряжения шу.~11иуц, даваемого усилителем с бес(холодным) резистором Я„на :::вйачение В существенно, т.ак как е шума, порождаемого усиди ,:Фак вы вскоре увидите, сильно ';,-':от сопротивления источника Шт Гйа Ю' Ксй Ю" Эааисамскта а4а)маг аааоы нас гаэтана коэффициента ягма а соарюааасана нагон ацоаа~ Змамоацасгос Ссср ~ Коэффициент шума удобная характеристика качества усилителя, если при заданном активном сопротивлении источника вы хотите сравнить усилители (или транзисторы, для которых также определяется КШ).
Коэффициент шума изменяется с изменением частоты н сопротивления источника, поэтому он часто задается графически в виде линий уровня КШ относительно частоты и В„. Он может быть указан также в виде набора графиков его зависимости от частоты одна кривая на каждое значение тока коллектора или аналогичного набора графиков зависимости КШ от В„-также одна кривая на каждое значение тока коллектора. Обратите внимание на следуюшес.
Приведенная выше формула для КШ выведена в предположении. что полное входное сопротивление усилителя во много раз больше полного сопротивления источника, т. е. У„„> Я„. Однако в особом слу. чае для усилителей ради очаст о г ы мы обычно имеем Яс = У = 50 Ом, и КШ определен соответствующим образом. В этом специальном слу ~ае согласованных полных сопротивлений необходимо просто убрать коэффициент 4 в предыдуших выражениях. Огромное заблуждение: не пытайтесь улучшить положение добавлением последовательного резистора к источнику сшкала дая попадания в область минимального КШ.
Вге. чего вав побьетесь. стараясь. чтобы усилитель выглядел лучгпе, гго зобавиге шума в источник! Коэффициент шума можег быть весьма обманчив в этом случае, обманчив он егпе н косому. чю спепифихапня КШ (например. 2 дБ) для биполярного юш полевого транзнсэора всегла лается лрн оггтзгматьпой комбкнаряк Я, и 1к (1,). Об истинных рабочих характеристиках зг а вели пгна г сварит мало.
кроме разве .гого. ч.го изготовитель считает полезным похваста" ься малой иванчиной КШ. Вообше говоря. прн опенке характерис~ик успэигеля легче всего не запутаться если придерживаться отношения (.) 1Л. подсчитанного для данного напряжения н сюлиог о сопротивления источншга Вот как иапо перейтн от КШ к отношению 460 Глава 7 Првпизиоиимо схемы и мкхоохумяшвя аппаратура 467 СШ: рвввьиь~и Го шумами , Од я„ (т.. О1 п„(вь~х 1 Я„ '(т=т 1 ОЛХ Г= а1к~ И 6=1,6 ьц ОЛЫ ы!» мх Выврвив вк.итоьи вовувить такое ив ~цьвих.(,квх в и Рис 741 С(Ш =- 10 18(о",4(7Т77„) — КШ (дБ) (при 77„), где г,. — среднеквадратичная амплитуда сигнала. 7(. полное сопротивление источника, а КШ-козффипиент шума усилителя при данном хх„ Температура шума.
Иногда вместо ипэф1бицшнпхи шума лля выражения шумовых характеристик усилителя использ)ется пхемххерахпура пхума. Оба способа несут одну и ту же информацию, а именно дополнительный вклад в шум усилителя. возбуждаемого источником сигнала с полным сопротивлением Я„: в этом смысле они эквивалентны Взгляните на рис. 7.41, чтобы понять.
как работает температура шума вначале вообразим себе, что имеется реальныи (шумягций) усилитель. подклхоченный к бесшумному источнику с полным сопротивчением Я„(рис. 7.41.а). Если вы затрудняетесь представить бесшумный источник, вообразитс резистор с сопротивлением Яи,охлажденный до абсолютного нуля. Однако, хотя источник и бес.
шумный. на выходе будет некоторый пзум. поскольку усилитель имеет шумы. Тепе представьте конструкцию рис 7.41,6, которой мы волшебным образом сделалх усилитель бесшумным и привели нсхоч ник 7(„к некоз орой температуре Т„, таков что оыходиое ххапрчжеххие шуми стало пххь ким лсе, как и парис. 74да. 7 называется темперахурой шума данного усилите.зя для полного сопротивления исз очипка й, Как мы огмечали ранее. коэффициент.. шума и температура шума представляют собой просто разные способы выражения одной и той же информации В самом:,'~:)', деле, можно показать, что они связаны,',(1 д(зут с д(зугом следунлцими соотиоще Т„= Т(Ш' '""'"" — 1), КШ(лБ) =- 1018(Т,хТ.1 1), где Т температура окружающей срелыь,,;,ь) обычно принимаемая равнои ?90 К Вообще говоря. хорошие малогцуыя1 шие усилители имеют температуру шума:,'.:1,, гораздо ниже комнатной (илн это экви.,"„ валентно тому, что коэффицисн ~ шуя(ду.'~.' у них много меньше 3 дБ).
Позже в Отде,1' главе мы обьясним, как можнх измерять .' коэффициент (или температуру) цьуья) "-", уСИЛИ7ЕЛя. ВНаЧаЛЕ. ОдНаКО. НаМ Нужда:,,:х. разобрагься в шумах транзисторов и мье,д тОДаХ ПРОЕКтИРОНаина МаЛОП7574ЯЦ1ЯХ.::":,'х схем. Мы надеемся. что последующие раег'.'," суждения прояснят;о. что час ю хц крыто:й мраком непонимания Мы вверены, что, прочитав слслующве. „:";; два разде ы, вь' нико. да больше не 07)дете;=,",")х!7 ввезены в заблуждение коэффицненхон:;:,!у шума! 7Л3. Шум тока и напряжения траизись о(хнах о усилителя ау ((1ум.
порожлаемын уснчихЕ см Зсххл:'*'!:,~Ю описа~ь с помощью простой молоти. до с~ почно очной для мно:их дезен, Вя "- Рн х 7 4' . обозначаех источник шУььа ." Нацря Кеххдя, щж ~сдхсхиатЕЛЬНЫй т Оьааа -';, шению к вхоушом» сигналУ, а хм обозна чаех шум входного хека Транзнс; ор ( !,"., вообацс чд или гильд предги лагос: ья «хЕ ':,Ф( гдумным н просто усиливасз напряжеЫ~: ':'-)ь входного шума. коз орое приходи: х невгуг " ХГХ, Моволь ыхмов трвихиохор образом, усилитель лает полисе ение шума е,, которое.
будучи от ко:вхолу, равно ГЬКГ~Е~~ -1- (Я„(м)~1' ~ В Тц' О .-.;:~лагаемых в скобках-.эю просто ' '.напряжение шума и напряжение ,ьзнорождаемое прохождением шума ' гп тока усилителя через сопротив ' источника. Так как эти два шума О'нс коррелированы, то, складывая 'ты их амплитуд. получим зффек напряжение шума, постуцающег.о ель.
Првг мазом сопротивлении а преоблаласт шум напряжения н большом — хцум тока с. 7.43 лля иллюстрации привело ~„,,7 =1ЬО 7и 7 1О,О8- ) -!ОО х ,,4З, Зависимо'ь хвивввьюиог .рх.мькввар *. иковом о имряжоивх ~хпьхв: и вххлыь ' мяыхОР7 Цв~хьхьч1 Цмохо, га 1ьТххотьо ны кривые зависимости е„, и („от н ( для 2Р(5087 Сейчас мы постараемся вникнуть в нсктгорые лехали, описывая зпи величины и демонстрируя, как вести проектирование для минимизации шума Стоит отметить., ч ~ о шум напряжения И 7ОКа дэя Храиэнетпра Лсжнх В днацаЗО- нс нановольз и цикоампер на корень из ~ерца.
Шум напряжения е,„. Эквиваленхный генератор шумового напряжения рассмагривают как включенный последовательно с базой транзистора. Эзот генератор представляет сумму теплового шума, порожденного обьемным сопротивлением базы г,-„и дробового шума коллскторного тока. порождаюшыо шум напряжения на дифференпиальном сопротивлении эмиттера гэ Эти лва слагаемых имею.г следующий вил е,'„, =- 48Тгг ь 2х((иг-х =. = а(Т;,, —, 2((.7)':(д(к) В-', Гц Они являются гауссовскими белыми шумами. В дополнение к гному сугцествчст нскоз орый фликкер-шэм, порожденный прохождением тока базы через гв Он существен только при больших токах базы, т е при больших хоках коллектора Поэхом) величина е„, постоянна в большом диапазоне значений тока коллектора: она увеличиваегся при малых токах (дробовой пгум тока через возрастающее сопротпввение «,) и при лостазочно больших токах (шум фликкер-эффекта от про ХОяоцЕНня (Ь ЧЕРЕЗ Гь ПОСЛЕдинй ЭффЕК7 сушес~вен только на низких частотах из-за зависимости 1 Г Например.
на час 1отах свыте 10 к1 ц 5 21х(5087; „равно 5 нВ 1 и' " при (х =- (10 мкА н 2 нВ. ( 77' ' цри (и —:- 100 мкА На рис 7.44 показаны КРИВЫЬ Зьхлхвеннпетьх Г. От Чаетьнь И ка лля малошумяшей дифферехшиальнои прп-пары Т М 394 и малошумяшего 2ЯУ786 произво,истаа фирмы 'Тоуо — Войт В по. след ~ем хгсххо чьзуе гся специальная гео. "ц:717ня для достижения необычанно низкого х, —.— 4 Ом. что позволяет получить самые пизкнс на сегодня значения и„, Шчм тока ...
Шумовой ток следчех учи.ывап:. так как оц порождает лополнихельный тум напряжения на полном 462 Глана 7 Врншоипнныс схемы и малс«дуняшка аппаратура 463 1О,О ШО Г 10 г- 1«- ~цк! О,О! ~- .'! \О 1ОО 1ООО 7„, мкй Ю«О 1 2 лигач го 10 шо шоо мкй Рис. 744. Зчаисимгнт«нхгглисггг иапраъання шума г, ст ксллскгсрисгс тока дзя лаух мазсдумягдих Он полярньгх транзнс1срса 1 3- 0.1 1 и!48 хо,оф -й!4-1~.. Оз М аз 104 жь 0 Часггггкг'а, ! д )зкл.
245. Вхсдч я ..ь ггпчгз .;. я ггж~с ялгчх: гахн чияясимсх!ь ( ' чы )'. Рхичг7Ж. мался, номг а усн,ы!сля сопротивлении источника сигнала. Основ. ным источником шума тока являются, " . флуктуации дробового шума в установив шемся токе базы, складывающиеся с флук туациями за счет фликкер-шума в а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
