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

Для практических расчетов удобно вместо генератора шумового тока на выходе ввести эквивалентный генератор напряжения на входе (рис. 19.5, б) в соответствии с равенством

ll=SEl, (19.31)

где S -крутизна лампы; / -средний квадрат шумового тока на

выходе; - средний квадрат эквивалентного шумового напряжения на входе лампы.

В свою очередь, удобно считать, что эквивалентное шумовое напряжение на входе создается некоторым фиктивным шумящим сопротивлением Яш, включенным во входной цепи лампы. Тогда средний квадрат шумового тока на выходе

11=8ЧкТРшА!эф. (19.32)

Приравнивая (19.30) к (19.32), получаем, что шум лампы эквивалентен тепловому шуму сопротивления Rm, включенного на входе, причем эквивалентное шумовое сопротивление лампы

/?„=J L. (19.33)

При комнатной температуре 201/5.

Эквивалентное шумовое сопротивление пропорционально анодному току / и обратно пропорционально квадрату крутизны 5, поэтому лампы с большой крутизной меньше шумят. При определении совокупного действия всех источников шума тепловое сопротивление лампы /?ш включается последовательно с другими шумящими сопротивлениями, например последовательно с эквивалентным сопротивлением контура Ran, включенного между сеткой и катодом. Подчеркнем еще раз фиктивный характер эквивалентного шумового сопротивления Rm- В частности, при расчетах следует считать, что возможные сеточные токи не создают падения напряжения на этом сопротивлении.

На практике измерительные шумовые диоды работают в режиме насыщения. Обычно диоды и триоды работают в режиме ограничения тока пространственным зарядом. Поэтому шумы в диодах и триодах меньше по сравнению с теми, которые определяются выражениями (19.32) и (19.33). Для правильной оценки шума правые части этих выражений следует умножить на коэффициент сглаживания флуктуации электронного тока пространственным зарядом, называемый коэффициентом подавления дробового шума:

Г2=0,644 •2/гГ„5/(7/, (19.34)

где Г„ - абсолютная температура катода; / - анодный ток лампы. При температуре катода «=1000 К

Г2«0,115 . (19.35]



с учетом этого шумовое сопротивление диода, работающего в режиме пространственного заряда,

i?™«2,5i?a, (19.36)

где Яд - внутреннее сопротивление диода, равное 1/S.

Шумовое сопротивление триода с учетом коэффициента подавления

/?ш2,5/5.

(19.37)

В тетродах, пентодах и других многосеточных лампах шумы больше, чем в триоде, из-за перераспределения тока между электродами, вызывающего увеличение флуктуации анодного тока. Это увеличение флуктуации бывает весьма существенным. Например, в соответствии с (19.37) и экспериментальными данными шумовое сопротивление триода с крутизной SIO мА/В приблизительно равнб 200 Ом. У пентода с такой же крутизной шумовое сопротивление на порядок больше.

Шумовое сопротивление электронной лампы с экранирующей сеткой можно определить по формуле

/?ш2,5/5-ь20/с/5/,,

(19.38)

• ток

где S - крутизна анодного тока по управляющей сетке; h-экранной сетки; /„ - катодный ток.

Особенно велики шумы преобразовательных ламп. Шумовое сопротивление ламп, используемых для преобразования частоты, измеряется сотнями килоом. Столь большое значение шумового сопротивления этих ламп объясняется двумя причинами: во-первых, крутизна преобразования значительно ниже крутизны передачи; во-вторых, происходит преобразование шумов на побочных частотах.

19.6. ФЛИККЕР-ШУМ

Наряду с шумом, имеющим широкий равномерный частотный спектр, в электронных лампах и полупроводниковых приборах наблюдается шум, спектр мощности которого пропорционален 1 , т. е. обратно пропорционален частоте.

В электронных лампах шумы такого вида вызываются испарением атомов вещества катода, т. е. постоянным его разрушением, диффузией новых атомов из глубины катода к его поверхности и происходящими в связи с этим структурными изменениями излучающей поверхности катода. Такого рода шумы в электронных лампах называются шумами вследствие фликкер-эффекта (эффекта мерцания) катода.

Источником шума типа эффекта мерцания в полупроводниковых приборах являются непрерывные вероятностные изменения внутренней структуры - локальной перестройки проводящих каналов внутри полупроводника при прохождении через него тока.



в результате этого происходит хаотическая модуляция сопротивления, приводящая к флуктуациям тока.

Экспериментально зависимость спектральной плотности мощности шума вида 1/f (или близких к ней) наблюдается от частоты около 10-4 до 10-10* Гц.

19.7. КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА

Шумовые свойства усилителей и радиоприемников принято характеризовать коэффициентом шума, предполагая, что на входе и внутри усилителя шум является белым. Коэффициентом шума называют отношение мощностей сигнала и шума на входе (Рс/Рш)вх, отнесенное к такому же отношению на выходе усилителя или на выходе линейной части приемника (на входе детектора).

Таким образом, по определению коэффициент шума

/Сш= {Ро1Рш)ех/{Рс1Рш)еых. (19.39)

Если усилитель сам по себе не шумит, то входное и выходное отношения сигнал-шум равны и коэффициент шума Кш=1- При измерении коэффициента шума в децибелах в этом случае /Сш = 0.

Коэффициент шума показывает, во сколько раз шумы на выходе усилителя увеличиваются за счет шумов, возникающих в самом усилителе. Деля числитель и знаменатель в (19.39) на мощность сигнала на входе, получаем

Кш = Рш.еых1КрРш.ех, (19.40)

где Рш.вх и Рш.вых - соответственно мощности шумов на входе и выходе усилителя; Кр - коэффициент передачи мощности усилителем в предположении, что амплитудно-частотная характеристика равномерна в полосе частот, а шум является белым.

коэффициент шума показывает также, во сколько раз отношение сигнал-шум на выходе идеального нешумящего усилителя выше, чем отношение сигнал-шум на выходе реального шумящего усилителя:

vr {рс1Рш)вих.идеалън.ус /1п у1 1 \

7р1р~\- (1У.41)

\ с/ *ш} вых.реальн.ус

Шум на выходе многокаскадного усилителя можно представить в виде суммы шума, поступающего на вход усилителя вместе с сигналом, шума, добавляемого первым каскадом усилителя, и шумов, добавляемых последующими каскадами.

Шум, поступающий на вход вместе с сигналом, усиливается всеми каскадами. Мощность этой составляющей шума на выходе

Pm.exKpiKp2 ... Крп. ЗдССЬ Рш.вх = kTAfs0 - МОЩНОСТЬ ТСПЛОВЫХ

шумов на входе любого усилителя, обязанная лишь сопротивлению генератора на его входе, для приемника этим сопротивлением является сопротивление излучения антенны; Крг- коэффициент усиления по мощности i-ro каскада.



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



0.0679