Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [75] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

где /ш.а - эффективная величина шумовой составляющей анодного тока, а, определяемая в полосе частот д/; е - заряд электрона, равный 1,60-10-19,к; /о-постоянная составляющая анодного тока, а;

А/ - полоса частот, в которой измеряется шум, гц.

Выражение (7-13) справедливо до частот, на которых становится существенным время пролета электронов. Для» расчетов влияния Дробового шума анодного тока на внешнюю цепь лампа может быть заменена эквивалентной схемой рис. 7-6, содержащей генератор тока, параллельно которому присоединено внутреннее сопротивление лампы.

Когда лампа работает в таком режиме, что величина анодного тока определяется напряжением на аноде (ненасыщенный режим), в ней образуется электронный пространственный заряд, который уменьшает влияние флуктуации катодной эмиссии на анодный ток. Таким образом, дробовой шум анодного тока значительно уменьшается при отсутствии насыщения анодного тока. В этом режиме и на достаточно низких частотах, позволяющих пренебречь временем пролета, дробовой шум диода определяется выражением

Рис. 7-6. Эквивалентная схема для учета дробовых шумов лампы.

)Л),644-4йГкД/0 (ненасыщенный диод),

(7-14)

где 1и

эффективная величина шумового анодного тока, а; постоянная Больцмана; - абсолютная температура, °К (для оксидных катодов составляет около 1 000° К);

полоса частот, в которой определяется шумовой ток, гц; внутренняя проводимость диода, равная l/Ri. Для триода с отрицательным смещением « при отсутствии насыщения анодного тока ток дробовых шумов определяется выражением

k - Тк

Д/-G

644-4kTKAfS

(трйодный усилитель), (7-15)

где S - крутизна анодного тока, ма/в;

о - параметр лампы (обычно имеет величину между 0,5 и 1,0).

Дробовой шумовой ток в цепи анода триода или пентода может быть пересчитан к цепи сетки лампы в виде генератора э.д.с. Еш- с, включенного последовательно в цепь сетки лампы. Величина этой э.д.с. определяется соотношением

ш. а

(7-16)

(Эту э.д.с. не следует путать с э.д.с, учитывающей наведенные шумы.) Тогда э.д.с. дробового шума анодного тока тртгеда, пересчитанная

в цепь управляющей сетки, может быть представлена в виде:

Ети.С -

0,644 • 4kTKAf

(трйодный усилитель).

(7-17)

Можно найти величину сопротивления, которое, будучи включенным в сеточную цепь, создаст точно такую же э.д.с. шума:

0 644Г

Rm = 7.с к (триодный усилитель). (7-18)

Если рассчитать величину этого эквивалентного шумового сопротивления для определенного типа лампы, то можно считать, что дробовой шум анодного тока создается за счет тепловых шумов такого эквивалентного сопротивления, включенного в сеточную цепь идеальной нешумящей лампы. Такой способ представления шумовых свойств лампы удобен тем, что он дает меру шумов лампы, которая не зависит от полосы частот. Экви-

= VlKTAfR,

Рис. 7-7. Эквивалентная схема для учета дробовых шумов лампы. Шумы отнесены к цепи сетки. Z - польое сопротивление внешней цепи.

валентное шумовое сопротивление лампы можно складывать с активной составляющей внешнего сопротивления цепи сетки с целью определения общей величины термических и дробовых шумов. Однако при этом надо помнить, что генератор, учитывающий дробные шумы, должен быть включен

в эквивалентную схему последовательно с выводом сетки между собственно сеткой и любой междуэлектродной емкостью или внешней цепью (см. рис 7-7).

Величины шумовых сопротивлений для ряда типов ламп приведены в табл. 7-2.

Выражение (7-18) может быть упрощено, если задаться типичными величинами а, Тк и Т. Для Т = 293 или 20° С, Тк = 1 000° и о = 0,88 уравнение (7-18) дает для триода

(триодный усилитель). (7-19)

Точность получаемых результатов оказывается вполне достаточной для многих практических целей.

Прежде чем перейти к рассмотрению других видов ламповых шумов, рассмотрим два примера, иллюстрирующих изложенный материал .

Пример 7-3

Насыщенный диод используется в качестве генератора шума для испытаний приемников на частоте 30 Мгц. Определить эффективное напряжение шума, создаваемого диодом на входных зажимах приемника, если полоса пропускания приемника равна 3 Мгц и ток насыщения диода равен 100 ма. Полагать, что входное сопротивление приемника /?вх = 300 ом.

1. Определяют шумовой ток диода. Шумовой ток диода определяется по выражению (7-13):



Таблица 7-2 Эквивалентные шумовые сопротивления некоторых типов ламп

Тип лампы

£а, в

Ес2, в

/а, ма

/с2, ма

/к, ма

5, мкмо

Яш, ом (расчетное значение)

Триодиые у

с и л и т е

6АК5

-2,0

10,2

6 750

6АН6

-2,2

12,5

10 500

6СВ6

-2,2

13,0

8 450

6АС7

-2,0

12,5

11 200

6AQ7

-3,0

. . .

38,0

13 930

6AU6

- 1,0

15,1

7 250

6ВА6

- 1,0

17,0

6 380

11,8

11,8

3 100

8(>7

-0,4

5 300

12AU7

- 8,5

11,0

11,0

2 250

1 ПО

12АТ7

-2,0

10,0

10,0

5 500

12АХ7

- 2,0

1 600

1 560

- 1,5

15,0

15,0

12 000

6ВА7 6ВЕ6 6SA7 6L7

250 250 250 250

Пентодные усилители

6АК5

6АН6

6АС7

6АК5

6АН6

6АС7

Триодиые -1,0

-1,0 -1,5

смесители

Пентодные

-1,0

1,0 1,0=5* М н о г о с е

100 100 100 150

- 1,0

- 1,5 -2,0 -6,0

4,3 6,7 6,7

ч и ы 3,8 3,0 3,5 3,3

смесител

1,4 1,6 1,6

смесит

6АК5

- 2,0

10,2

5 100

1 820

6АН6

-2,2

10,0

12,5

9 000

6СВ6

- 2,2

10,0

13,0

6 500

1 390

6АС7

-2,0

10,0

12,5

9 000

6AG7

-3,0

30,0

38,0

11 000

1 220

6AU6

- 1,0

10,8

15,1

5 200

2 605

6ВА6

- 1,0

12,0

17,0

4 500

3 820

6SJ7

- 1,8

10,7

2 370

7 460

-3,0

11,0

2 000

9 200

2 400*

1 330

3 720*

4 330*

3 000*

1 060

1 825*

7 570

3 000*

3 170

3 500

2 830

14,2

950*

61 700

10,6

470*

195 000

12,5

450*

249 000

12,5

350*

397 000

Примечай и я; Для двойных триодов указаны данные одного триода, ф означает мгновенное напряжение на сетке прн положительных максимумах напряжения гетеродина. * означает среднее значение крутизны преобразования.

2. Определяют напряжение шума на входе Следовательно, иемника при токе /ш. а, ма. Эквивалентная


схема приведена на рис. 7-8. Динамическое внутреннее сопротивление диода

Ri =

Рис. 7-8. Эквивалентная схема к примеру 7-3.

- const.

Поскольку диод работает в режиме насыщения, ток диода не зависит от напряжения на аноде и определяется только температурой катода. Тшсиизбдазом,

= /?„ YleW-

= 300 ]/2 • 1,6 • 10"19 0,1 • 3 10е = 93 мкв,

Заметим, что полное напряжение шума на RBX должно включать также тепловые шумы самого входного сопротивления.

Пример 7-4

Полагая, что Л и Ra не создают шумов на выходе схемы рис. 7-9, а, определить напряжение шумов в цепи сетки, необходимое для создания на выходе схемы такой величины шумов, которая существует в реальной схеме за счет создания тепловых шумов сопротивлением Ra и дробовых -шумов лампой Ль



1. Определяют коэффициент усиления. Эквивалентная шумовая схема приведена на рис. 7-9, б. Усиление схемы равно:

- P-Ra

Ri 4 /?.,-


V«HTAfftr


Рнс. 7-9. Схема к примеру /-4. а - схема однокаскадного усилителя; б - эквивалентная шумовая схема однокаскадного усилителя.

2. Определяют напряжение тепловых шумов нагрузочного сопротивления, пересчитанное в цепь сетки. Напряжение шума на r, равное У4kTAfRa, передается на выход схемы, уменьшаясь за счет действия потенциометра Ra, rt-

Эквивалентная э.д.с. в цепи сетки которая создает на выходе напряжение

У4И1тл - Равна:

V4kUfR~a( Rj

Ri + /?.

3. Определяют полное эффективное напряжение шума, отнесенное к цепи сетки.

Полное эквивалентное напряжение шума, приложенное к сетке Ль равно:

ш - \ "цц ~Ь шз ~Ь шз >

где £ш1 - напряжение тепловых шумов /?с;

£ш3 - напряжение дробовых шумов анодного тока, пересчитанное в цепь сетки.

Таким образом,

У 4kTAf\l

Ra К*

\Ri + Яг

Дробовые шумы в многоэлектродных лампах. Лампа, в которой катодный ток течет более чем к одному электроду, создает более сильные шумы, чем триод с отрицательным смещением, вследствие флуктуации, вызываемых перераспределением полного катодного тока между электродами. В этом случае говорят, что увеличение дробовых шумов вызывается шумами перераспределения. Эквивалентная э.д.с. в цени сетки, учитывающая дробовой шум пентода, должна быть больше, чем соответствующая э.д.с. той же лампы, работающей в триодном режиме. Отношение соответствующих шумовых э.д.с. в цепи сетки определяется выражением

-ш. с шентода

8,7 • 10а/,,а

(7-20)

(триода) 1 к°п

где /с3 - ток экранирующей сетки, а;

S0 - крутизна лампы в пентодном режиме.

Уравнение (7-20) справедливо при условии, что отношение крутизны лампы в пентодном и триодном режимах определяется выражением

тр , ,

(7-21)

где /а - анодный ток;

/к - полный катодный ток;

Sxp - крутизна лампы, работающей в триодном режиме.

Уравнение (7-21) обычно выполняется достаточно хорошо, так что выражение (7-20) можно использовать для сравнения шумовых свойств пентода и триода. Если опять а положить равной 0,88 и Тк = 1 000° К, то уравнение (7-20) приводится к виду:

п. пентода

7 • 66 • L

(7-22)

триода

Поскольку можно считать, что дробовые шумы лампы создаются эквивалентным шумовым сопротивлением

r = eh а-щ

то эквивалентное шумовое сопротивление пентода может быть найдено путем подстановки уравнений (7-17), (7-21) и (7-22) в уравнение (7-23) в предположении, что Т = 293° К, Тк = 1 000° К и а = 0,88:

(7-24)

(пентодный усилитель), где /а - анодный ток лампы, а;

/с2 - экранный ток, а.

Чтобы проиллюстрировать увеличение шумов лампы в пентодном режиме по сравнению с триодным, сопоставим данные о шумах лампы 6АС7 по табл. 7-2. Ее эквивалентное шумовое сопротивление в пентодном режиме равно 717 ом, а в триодном 223 ом.

Дробовые шумы смесительных л а м п. В триодных и пентодных смесителях величина шумовой (дробовой) составляющей анодного тока отличается от величины шумовой составляющей тока тех же ламп, используемых в усилительном режиме, только потому, что крутизна смесителя периодически изменяется с частотой гетеродина. Поэтому в уравнение (7-15) необходимо подставить 5 вместо S. ЗГозначает среднюю крутизну за один период гетеродинного напряжения. Для триодного смесителя эффективная величина шумовой составляющей анодного тока равна:

0,644 4ferKA/STp

(триодный смеситель).

(7-25)

Такой же шумовой ток создается эквивалентной э д с. шума

1 / 0,644SPO 4fe7~KA/ V °«пр

(триодный смеситель), * (7-26)

где S„„ - крутизна преобразования.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [75] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0021