Шумы сопротивлений

Шумовые свойства РПрУ

Собственными или внутренними шумами РПрУ называются те э.д.с. и токи, которые образуются в отдельных его элементах за счет флуктуаций носителей электрических зарядов. Уровень собственных шумов определяет минимальный сигнал, который может быть принят РПрУ, т.е. чувствительность РПрУ. Источниками собственных шумов являются активные сопротивления (в том числе и сопротивления потерь колебательных контуров), а также электронные приборы, используемые в РПрУ.

Причиной шумов сопротивления является тепловое хаотическое движение электронов в нем.

Рисунок 3.9

Пусть сопротивление находится при температуре (рис.3.9а). Квадрат действующего значения напряжения шумов активного сопротивления можно найти по формуле

. (3.1)

где - постоянная Больцмана ();

- абсолютная температура окружающей среды;

- полоса частот, в которой измеряется напряжение шумов. Реальное шумящее сопротивление можно замещать эквивалентным шумовым генератором, э.д.с. которого равна , с нешумящим сопротивлением (рис.3.9б). Иногда для этих целей удобнее пользоваться эквивалентным генератором шумового тока с нешумящей внешней проводимостью (рис.3.9с).

При последовательном включении нескольких источников шумов удобно каждый из них заменить эквивалентным генератором шумового напряжения и результирующее действующее значение напряжения найти по формуле

. (3.2)

Если отдельные источники включены параллельно, то

(3.3)

Пусть два сопротивления с параметрами и с температурами и включены последовательно. С учетом (3.2) получим

(3.4)

где ;

. (3.5)

Аналогично можно найти двух параллельно соединенных проводимостей и с температурами и соответственно

(3.6)

Наряду с понятием широко пользуются понятием относительной шумовой температуры

(3.7)

где - комнатная температура.

Мощность теплового шума сопротивления, которая отдается в согласованную нагрузку, равна

. (3.8)

Мощность теплового шума принято называть номинальной мощностью тепловых шумов.

Из (3.8) следует, что мощность теплового шума, отдаваемая в согласованную нагрузку, не зависит от величины шумящего сопротивления и определяется только температурой и полосой, в которой она измеряется.

Спектральная плотность мощности теплового шума равна

. (3.9)

Выражение (3.9) показывает, что спектр тепловых шумов оказывается равномерным в широкой полосе частот (вплоть до Гц).

Дата добавления: 2014-01-04