semnal 1

7.12. S / N raport și cifra de zgomot

Înainte de a începe o examinare detaliată a proiectării de amplificator de zgomot și de circuitele de zgomot redus, avem nevoie să definim câțiva termeni care sunt adesea folosite pentru a descrie caracteristicile de zgomot ale amplificatorului. Este vorba de zgomot cuantificat tensiunile măsurate în același punct în circuit. De obicei, tensiunea de zgomot prezentat la intrarea amplificatorului (deși măsurătorile sunt de obicei realizate la ieșire), m. E. Sursa de semnal și zgomot amplificator sunt descrise prin tensiunea de zgomot echivalent la intrare, care ar putea da zgomotul observat la ieșire. Acest lucru are sens atunci când doriți să evalueze zgomotul relativă adăugată de sursa de zgomot amplificator, indiferent de câștig; este destul de practic, deoarece zgomotul principal amplificator este de obicei generat de etapa de intrare. Dacă nu se specifică altfel, tensiunea de zgomot va fi întotdeauna referire la intrare.

Densitatea puterii de zgomot și de lățime de bandă.

Luând în considerare zgomotul termic și împușcat, sa demonstrat că mărimea tensiunii de zgomot măsurat depinde de banda de frecvență de măsurare (aspect mai larg, cu atât mai mult puteți vedea) și a parametrilor variabili (R și I) ale sursei de zgomot. Prin urmare, este firesc să vorbim de densitatea de zgomot de tensiune RMS:

în care - tensiunea rms zgomot măsurat la W. lățime de bandă Sursa de zgomot alb este independent de frecvență, și zgomotul roz, de exemplu, un declin. Adesea folosit medie pătrată densitatea de zgomot. Așa cum se referă întotdeauna la valoarea efectivă și - media pătrat, pentru a obține suficient de pătrat. Pare simplu (și, de fapt ușor), dar vrem să fim siguri că nu te confuz.

Rețineți că valorile B și sunt multiplicatori pentru trecerea de la valorile notate cu litere mici la valorile notate cu litere majuscule. De exemplu, pentru zgomotul termic al rezistorului R avem

sau grafice sunt, respectiv, în unități de „NV la rădăcina hertz“ sau „de volți pătrate pe hertzi“ în informațiile producător. Valorile care vor fi introduse în curând, sunt utilizate în același mod.

Când două semnale necorelate (semnal două sau zgomot și de zgomot) sunt adăugate amplitudini pătrat, în cazul în care - efectiv (RMS) valoarea semnalului obținut prin adăugarea semnalului cu valoarea efectivă și zgomot cu valoarea efectivă. Valorile efective nu pot fi combinate!

Raportul semnal / zgomot.

S / N raport determinat prin formula

în care pentru tensiunile sunt valorile efective, și lățimea de bandă și unele banda centrală specificată, t. e. este raportul (în dB) al semnalului de tensiune efectivă utilă tensiune efectivă a zgomotului existent. „Semnal“ poate fi sinusoidal sau cu modulație de frecvență purtătoare sau a unui semnal de spectru extins.

Dacă semnalul are un spectru de bandă îngustă, este esențial ca un raport al unei benzi de măsurat cade dacă banda de masurare devine mai larg spectru de bandă de semnal care cuprinde: o energie de zgomot de expansiune bandă este crescut, iar energia semnalului rămâne constantă.

Raportul de zgomot.

Orice sursă reală sau un dispozitiv de măsurare generează zgomot din cauza zgomotului termic într-o rezistență sursă internă (partea reală a impedanței complexe). Desigur, pot exista surse suplimentare de zgomot din alte cauze. Cifra de zgomot (NF) a amplificatorului - este pur și simplu raportul în decibeli semnal de ieșire amplificator real pentru semnalul de ieșire „perfectă“ (silențios), amplificator cu același câștig; semnalul de intrare, în ambele cazuri, este zgomotul termic al rezistor conectat la intrarea amplificatorului:

în care: - pătratică medie tensiune de zgomot per hertz, dat de amplificatorul noiseless (rece) la rezistor de intrare. Valoare, astfel încât zgomotul de tensiune generat de amplificator, după cum veți vedea în curând, puternic depinde de sursa de rezistență (fig. 7.40).

Fig. 7.40. Tensiunea de zgomot efectivă a coeficientului și rezistența sursei de zgomot. (Semiconductor Corp. National).

zgomot - o caracteristică la îndemână ca un amplificator, în cazul în care, la o rezistență activă dată a sursei pe care doriți să le comparați amplificatoare (sau tranzistori, care este, de asemenea, determinat de bypass coronarian). raportul de zgomot variază în funcție de frecvență și sursa de rezistență, de aceea este adesea într-un grafic ca curbe de nivel CABG în ceea ce privește frecvența și. Acesta poate fi, de asemenea, specificat ca un set de grafice de dependența de frecvență - o curbă pentru fiecare din valoarea curentului de colector sau un set similar de parcele de CABG de la - ca o curbă pentru fiecare curent de colector. Vă rugăm să rețineți următoarele. Formula CABG pentru mai sus derivat în ipoteza că impedanța totală de intrare amplificator este mult mai mare impedanță, r. f .. Cu toate acestea, în cazul particular avem de obicei ohmi pentru amplificatoare RF și CABG determinat în mod corespunzător. În acest caz special, a fost de acord impedanta, pur și simplu elimina factorul de 4 în expresiile anterioare.

Imens înșelătoare: nu încercați să îmbunătățească situația prin adăugarea unui rezistor serie la sursa de semnal pentru a ajunge la minim bypass coronarian. Tot ceea ce se va realiza, încercarea de a face aspectul amplificator - se va adăuga zgomot la sursa! Raportul de zgomot poate fi destul de înșelătoare, în acest caz; asemenea înșelătoare deoarece KS (de exemplu, 2 dB) specificație pentru o bipolară sau tranzistor cu efect de câmp este întotdeauna dat la combinația optimă și. Valoarea reală a caracteristicilor de performanță ale acestui spune mic, cu excepția faptului că producătorul găsește util are o cantitate mică de bypass coronarian.

În general, atunci când se evaluează performanța amplificatorului nu este cel mai ușor să te pierzi, dacă rămânem la relația, contorul pentru o impedanță de tensiune și sursa de date.

Iată cum să se deplaseze de la relativ la SH

în care: - rms amplitudinea semnalului, - impedanța sursei și CABG - raportul amplificator de zgomot pentru un anumit.

zgomot redus.

Uneori, în loc de cifra de zgomot pentru caracteristicile de temperatură de zgomot expresie amplificator de zgomot este utilizat. Ambele metode de a transporta aceleași informații, și anume, o contribuție suplimentară la amplificator de zgomot excitat de o sursă de semnal cu un CI impedanță; acestea sunt echivalente în acest sens.

Uitați-vă la Fig. 7,41, pentru a înțelege modul de temperatura de zgomot: presupune la început că există o reală (zgomotos) amplificator conectat la impedanța sursei noiseless (Figura 7.41, a.). Dacă este dificil să ne imaginăm o sursă de tăcut, imaginați-vă un rezistor, răcit la zero absolut. Cu toate acestea, deși sursa și liniște, de ieșire va fi ceva zgomot, deoarece amplificatorul are un zgomot. Acum, imaginați-vă construcția din Fig. În care sunt realizate în mod magic sursă de energie și fără zgomot adus la o anumită temperatură, astfel încât tensiunea de ieșire de zgomot a fost aceeași ca și în Fig. 7,41, precum și. Se numește temperatură de zgomot de impedanța sursei amplificator.

Așa cum am menționat mai devreme, cifra de zgomot și temperatura de zgomot sunt doar diferite moduri de a exprima aceleași informații. De fapt, se poate demonstra că acestea sunt conectate între ele prin următoarele relații:

unde T - temperatura mediului ambiant, în mod tipic presupus egal cu 290 K.

In general, bune amplificatoare de zgomot redus au o temperatură mult mai mică cameră de zgomot (sau este echivalent cu cifra de zgomot a le face mult mai mic de 3 dB). Mai târziu, în această secțiune vom explica modul în care să se măsoare raportul (sau temperatura) din amplificator de zgomot. În primul rând, cu toate acestea, trebuie să înțelegem tranzistori de zgomot și metodele de proiectare circuite de zgomot redus. Sperăm că următoarea discuție se va clarifica ceea ce este adesea acoperit cu o ceață de neînțelegere.

Suntem încrezători că, după ce a citit următoarele două secțiuni, niciodată nu va fi indus în eroare de cifra de zgomot!