(6.23)

Если источник нагружен сопротивлением R, в котором также создастся шумовая эдс, то

Ннх =

(6.24)

т. е. отношение сигнал/шум уменьшается. На выходе усилителя это отношение получается еп;е меньше, так как усилитель добавляет свои шумы.

Коэффициент шума [6.2] служит мерой ухудшения усилителем отношения сигнал/шум и может быть определен следующим образом:

квадраг сигнала ненагруженного источника квадратичный шум ненагруженного источника (6 25)

~ квадрат сигнала на выходе усилителя \ I квадратичный шум на выходе усилителя

Исходным считаегся отношение сигнал/шум для ненагруженного источника. Отношение на выходе усилителя измеряется экспериментально или рассчитывается.

Если предполагать, что последующие каскады усилителя не добавляют шума и полоса шумов сеточной цепи не изменяется анодной цепью, то при определении коэффициента шумов можно ограничиться учето.м явлений, характеризующих лишь входные цепи;

квадрат си1нала ненагруженного источника

г. квадратичный шум ненагруженного источника ,

Г =--. (Ь.2Ь)

квадрат сигнала на входе

квадратичный шум на входе

Отношение сигнал/шум на выходе усилителя легко определяегся, если известен коэффициент шума. Из (6.25) следует, что

швых VP

здесь взяты действующие значения напряжений и эдс. Обозначая которое имеет смысл коэффициента усиления.

примере источника сигнала, шум которого создается лишь внутренним сопротивлением (рис. б.З, а). Когда источник не нагружен, отношение сигнал/шум (йвно

§ 6.4. Коэффициенты шума усилителей с различными входными цепями

Коэффициент шума зависит от соотношения между сопротивлением источника сигнала и входным сопротивлением усилителя. Поэтому рассчитывать коэффициент шума необходимо с учетом обоих упомянутых сопротивлений.

Источник сигнала является источником тока. В этом случае сопротивление источника бесконечно велико или весьма велико, входной сигнал представляет собой

ток, а входной шум является флуктуациями тока (рис. 6.4). Среднеквадратичное значение шумового тока выразим произведением

4 = 2(4),-A .

где (ш), - среднеквадратичный шумовой ток на единицу полосы частот Д/ в герцах. Отношение сигнал/шум в случае источника тока

равно гвх/гш, а коэффициент шума

с учетом обозначений рис. 6.4 выражается следующим образом;

Рис. 6.4. Эквивалентная схема входных цепей усилителя с источником сигнала в виде источника тока.

2п а

р ш -вх ~ш

вх (4)iA(o

(6.29)

здесь

2 ;8 р2 Ивх - вхАе,

ш = 51(4). /??Д©,--±4&Г/?,Д(о +(4&Г/?,Ч-24/?) Дсо,. (6,30)

, через К, находим действующее значение напряжения шума на выходе

ш, ,= е,Л/- (6.28)

Коэффициент шума может быть применен не только к усили-телю, но и к любому четырехполюснику. В простейшем случае для схемы рис. 6.3, б коэффициент шума согласно формулам (6.23) я (6.24) равен

/=1 + 1.

2(4)/?до)= 4/?

представляет собой напряжение дробового шума на входе, обусловленное шумовым током источника сигнала. Нередко шумовой ток имеет дробовое происхождение и может быть вычислен по величине среднего тока сигнала 1, т. е.

В этом случае формула для коэффициента шума с вычисленными коэффициентами имеет вид

19,4/,

Анализ полученной формулы начнем с оценки влияния полосы частот на коэффициент шума. Прежде всего заметим, что вместо эквивалентной полосы шумов сеточной цепи Асо в формуле (6.32) стоит приведенная к анодной цепи полоса Аи. Благодаря этому отношение шумов анодной и сеточной цепей выражается более точно. В частности, если АИд<АИ( то полоса пропускания всего усилителя практически не зависит от Аи так как анодная цепь ограничивает полосу после сеточной цепи. Иначе говоря, усиливаются лишь те шумы сеточной цепи, частоты которых укладываются в полосу АсОд, т. е. приведенная полоса шумов сеточной цепи равна дАи = АИд. Поэтому в формулах (6.31) и (6.32) отношения А(Од/Аи и АсОд/дАсо следует считать равными единице. Такое соотношение нередко встречается на практике, например в тех случаях, когда в усилителе имеется избирательный каскад.

В неизбирательных усилителях, когда требуется использовать всю полосу частот, обеспечиваемую сеточной цепью, полосу пропускания анодной цепи и последующих каскадов следует выбирать близкой к Асо. Если Аи =А(о, то на основании формул (6,11) и (6.12 а) отношение A(o /A(o<,= 2. Выбор А(Од>Аи приводит лишь к увеличению шумов за счет дробового эффекта в анодной цепи и не увеличивает полезной полосы усилителя, которая ограничивается сеточной цепью. Как видно из приведенных рассуждений, отношение Асо/дАИд практически всегда близко к единице.

в результате подстановки значений Нвх и Нш в формулу (6.29) после преобразований получается простая формула для коэффициента шума

fi (6.31)