ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОПИСАНИЕ ШУМОВ Эквивалентный ток насыщенного диода, эквивалентные шумовые сопротивление, проводимость и температура из "Шум Источники описание измерение " Применяя теорему Тевенина, шум любой двухполюсной цепи или прибора при температуре Т можно представить в малом частотном интервале Д/ либо источником шумового тока включенным параллельно с комплексной входной проводимостью V этой цепи или прибора (рис. 3. 1, б), либо источником шумовой э. д. с. [c.32] Величину /экв называют эквивалентным током насыщенного диода для данной цепи или прибора. Ее смысл состоит в следующем. Если измерить мощность шума цепи или прибора, а затем параллельно этому прибору подключить насыщенный диод с током /экв, то мощность шума на выходе системы удвоится. [c.33] Преимущество описанного метода состоит в том, что измеренная величина I ЭКВ не ззвисит от полосы усилителя, при условии, что спектральная плотность шума при-бора не меняется слишком сильно в пределах этой полосы. [c.34] При комнатной температуре йГо/9—1/40 в, так что для / = 1 000 ом имеем /экв= 50 мка. Таким образом, легко преобразовать тепловой шум в эквивалентный ток насыщенного диода. В измерительных цепях, содержащих сопротивление нагрузки, легко пересчитать его тепловой шум в эквивалентный ток насыщенного диода, и внести поправку в измеренную величину /экв из-за теплового шума этого сопротивления. [c.35] Эти представления особенно полезны, если предполагается, что исследуемый прибор дает шум теплового происхождения при температуре Го, так как в этом случае Гп = Го, Цп—й и Rn=R. Так как часто неизвестно заранее, которое из этих описаний окажется наиболее полезным, рекомендуется определить /экв, ёп, Rn и Тп, а затем выбрать тот путь, который позволяет дать простейшее истолкование результатов измерений. [c.35] Мы описали шум прибора, используя понятие опорной температуры Го, а не действительную температуру Г. Причина такого подхода в том, что температуру Г иногда бывает трудно определить. Например, в вакуумном диоде с током, ограниченным пространственным зарядом, катод имеет температуру Тс, а анод — температуру Та. Какую из этих температур следует считать опорной, неизвестно. Поэтому лучше использовать фиксированную опорную температуру, в качестве которой обычно берется стандартная комнатная температура Го= = 290°К. Только в тех случаях, когда можно ожидать, что исследуемый прибор имеет тепловой шум, рекомендуется в качестве опорной использовать температуру прибора. [c.36] Такие приборы, как транзистор, полевой транзистор или вакуумный триод являются трехполюсными. Полюсами являются база, эмиттер и коллектор для транзистора, затвор, исток и сток для полевого транзистора и сетка, катод и анод для вакуумного триода. Если эти приборы используются в активных цепях с двумя входами, то вход и выход таких схем должны иметь один общий полюс. По этой причине говорят о схемах с общим эмиттером, общим истоком или общим катодом общей базой, общим затвором или общей сеткой общим коллектором, общим стоком или общим анодом. Более распространенными для последних трех схем являются названия эмиттерный, истоковый и катодный повторители. [c.36] Обсудим способы описания Шумов этих устройств, не входя в детали физики шумов. На рис. 3.4,а показан трехполюсник, вход которого обозначен г, выход — о, а общий вывод (общая земля)—g. Наиболее общим является описание шумов в частотном интервале Д/ при помощи трех источников шумового тока ,0 между I и о, —между I и ё, и /о5 —между о и , с такими полярностями, которые показаны на рисунке. [c.37] В частных случаях источники шума могут быть некоррелированными, и при определенных условиях ii может равняться кулю. Таково, например, положение с полевыми транзисторами (ПТ) в схеме с общим истоком и с вакуумными лампами на относительно низких частотах, поскольку на эти приборы подается смещение, при котором токи затвора в ПТ и сетки в лампе равны нулю и они не могут содержать никаких флуктуаций на низких частотах. На более высоких частотах, как будет показано в гл. 5 и 6, это уже неверно. [c.38] Полная эквивалентная схема двухнолюслика показана на рис. 3.4,6. Здесь мы добавили входную Уг и выходную Уо проводимости прибора и представили передаточные свойства по сигналу источником тока Уперли где Упер — высокочастотная переходная или прямая взаимная проводимость (комплексная крутизна) этого прибора. На низких частотах она сводится к крутизне прибора ёт. Кроме нее, может присутствовать также проводимость обратной связи Уои которая, как правило, оказывается реактивной и может быть нейтрализована при помощи соответствующей настройки или другими способами мы предполагаем, что это сделано. Лишь в редких случаях оказывается, что Уог имеет значительную вещественную часть. [c.38] Такова общая эквивалентная схема, которую всегда можно использовать. Однако она имеет тот недостаток, что для каждого варианта включения прибора получаются различные эквивалентные схемы (например, для схем на ПТ с общим истоком, общим затвором и общим стоком), и для каждой из этих схем необходимо делать отдельное вычисление. Но если рассчитать для этих цепей коэффициент шума, который определен в 3.2, то окажется, что для них он будет почти одинаков (гл. 7). Поэтому достаточно знать схему только для одного из трех вариантов включения (в приведенном случае — для ПТ с общим истоком). Более того, в случае транзисторных схем часто определяют эквивалентную схему для транзистора с общей базой, пользуясь несколько иным подходом (см. гл. 7), а в других вариантах включения используют ее. [c.39] Эти величины можно измерить так же, как эквивалентные токи насыщенного диода любой цепи с одним ВХОДОМ, закорачивая один из двух входов. Чтобы измерить /экв,7, закорачивают выход схемы по высокой частоте, а чтобы измерить /эш .о, закорачивают вход схемы по высокой частоте. [c.39] В то время как и можно измерить непосредственно, характеристика взаимной корреляции может быть определена только при помощи дополнительного усилителя (см. гл. 7). [c.39] Если можно пренебречь, то шумовое сопротивление измеряется очень просто при помощи схемы на рис. 3.5. [c.40] Этот метод оказывается весьма эффективным на относительно низких частотах, например до 500 кгц. Для точного измерения необходимо, чтобы вклад мощности шума основного усилителя в мощность выходного шума либо был пренебрежимо мал, либо легко учитывался. Первое может быть достигнуто соответствующим проектированием входного каскада усилителя, второе в принципе также не представляет труда (см. гл. 4). [c.40] Помимо эквивалентных шумовых схем (рис. [c.41] Обратите внимание на различие в положении входной проводимости . [c.41] Вернуться к основной статье