Існує немало підсилювачів, для яких одним з основних необхідних параметрів є вимога забезпечити мінімальний шум на виході. Зазвичай такі схеми використовуються для посилення сигналів від різних датчиків, а також в приймачах прямого перетворення, де основне посилення здійснюється на низьких частотах. Збільшення шумів приводить до неможливості розрізняти слабкі сигнали на тлі шуму.
Шуми підсилювачів можна розділити по джерелу їх виникнення на зовнішні і внутрішні. Зовнішні потрапляють на вхід підсилювача в результаті наведень від тих, що працюють поблизу могутніх пристроїв, наприклад, радіопередавачів, електромоторів або ж із-за проникнення вихідного сигналу схеми на вхід через паразитні емкоєті в самому корпусі підсилювача. І якщо з перешкодами і наведеннями, викликаними зовнішніми причинами, можна боротися за допомогою фільтрації сигналу і виконання вдалої конструкції (оптимального розташування елементів і хорошою розводкою провідників, також екрануванням схеми), то від шумів, що виникають в процесе посилення сигналу, позбавитися набагато важче.
Внутрішні шуми підсилювача виникають при проходженні струму через пасивні і активні елементи схеми.
Від побудови схеми (схемотехніки) також неабиякою мірою залежать шумові характеристики. При розробці підсилювача, що має велике відношення сигнал/шум, окрім оптимального вибору виду схеми, важливо правильно підібрати елементну базу і оптимізувати режим роботи каскадів.
Вибір компонентів схеми
В реальному підсилювачі джерелом внутрішніх шумів є:
1) теплові і струмові шуми резисторів;
2) фликкер-шуми конденсаторів, діодів і стабілітронів;
3) флуктуаційні шуми активних елементів (транзисторів);
4) вібраційні і контактні шуми.
Резистори
Власні шуми резисторів складаються з теплових і струмових шумів.
Теплові шуми викликані рухом електронів в речовині, що токопро-водить, з якої виготовлений резистор (цей шум збільшується із збільшенням температури). Якщо на резистор не діє напруга, то ЕДС шумів на нім (у мкв) визначається із співвідношення:
Eш=0,0125 x f x R
де f -полоса частот в кгц; R -сопротивление в ком.
Струмові шуми виникають при протіканні через резистор струму. В цьому випадку шумова напруга з'являється із-за ефекту флуктуації контактних опорів між провідними частинками матеріалу. Його величина лінійно залежить від прикладеної напруги. Тому шумові властивості резисторів характеризуються рівнем шуму, що є відношенням значення, що діє, змінною складової напруги шумів Em (мкв) до прикладеної напруги U (В): Em/U.
Частотний спектр обох видів шумів безперервний ("білий шум"). І якщо у теплового шуму він рівномірно розподілений до дуже високих частот, то у струмового шуму починає спадати вже приблизно з 10 Мгц.
Загальна величина шуму пропорційна квадратному кореню опору, тому для його зменшення величину опорів в схемі треба також зменшувати.
Іноді з метою зниження шумів, викликаних резисторами, вдаються до їх паралельного (або послідовному) включення, а також встановлюють більшій потужності, чим це потрібно для роботи. Крім того, можна застосовувати з них ті типи, в яких за рахунок технології виготовлення цей параметр менший.
У недротяних резисторів струмові шуми значно більше теплових. Загальний рівень шуму для різних типів резисторів може знаходитися в діапазоні від 0,1 до 100 мкВ/В.
0 Відгуків на “Малошумлячі низькочастотні підсилювачі вибір компонентів схеми”
Залишити відгук