и равна

/мии = 1+-2 /4=1+8,8у7Х (6-37)

Физический смысл подбора оптимального коэффициента трансформации, или, как иногда говорят, согласования шумов источника и усилителя, заключается в следующем. При малых коэффициентах п приведенный к сеточной цепи тепловой шум источника невелик в сравнении с дробовым шумом анодной цепи. При этом дробовой шум в сеточной цепи также еще мал. Увеличение п увеличивает сигнал на сетке, в то время как суммарный шум возрастает незначительно до тех пор, пока шум источника меньше шумов лампы. При л = Лд шум сеточной цепи становится равным шуму анодной цепи. Дальнейшее увеличение п нецелесообразно из-за быстрого увеличения дробового шума сеточной цепи вследствие возрастания Rc.

Насколько хорошие результаты дает согласование шумов, можно видеть из следующего примера. Если взять 1000 ом, i? = 100 ом, 4 = 10 а, то Лдд = 15 и F = 1,088. Попытка обойтись без трансформатора и применить в этом случае конденсаторную или непосредственную связь, что эквивалентно трансформаторной связи при п-\, влечет за собой увеличение коэффициента шума до F- 11 даже при i? = oo.

Индуктивности намагничивания реального трансформатора имеют конечную величину, поэтому полоса его пропускания ограничена

снизу частотой и = с/J- Точно так же ограничена полоса

сеточной цепи и спектр дробовых шумов сеточного тока. Целесообразно выбрать нижнюю границу полосы остальных каскадов усилителя так, чтобы (о . Этим обеспечивается устранение низкочастотных шумов, а также возможность пользоваться выведенными формулами.

§ 6.5. Противошумовая коррекция

Существенное уменьшение коэффициента шумов достигается при помощи противошумовой коррекции, предложенной Г. В. Бра-уде [6.3]. Область применения такой коррекции ограничивается усилителями, входной сигнал которых представляет собой ток,

коэффициента шумов за счет дробовых эффектов в анодной и сеточной цепях. Степень относительного влияния этих эффектов зависит от коэффициента трансформации прямо противоположным образом. Величина коэффициента шума проходит через минимум при оптимальной величине коэффициента трансформации

получаемый от источника с очень большим внутренним сопротивлением.

Простая противошумовая коррекция. Изучая вопросы усиления сигналов от передающих телевизионных трубок-иконоскопов, проф. Г. В. Брауде в 1933 г. предложил увеличивать сопротивление i?, на входе усилителя настолько сильно, чтобы во всем рабочем диапазоне частот полное входное сопротивление получалось почтя чисто емкостным. Этим достигается устранение тепловых шумов в полном сопротивлении входной цепи, так как согласно формуле (6.5) активная составляющая сопротивления мала при (oCgRl. Частотная зависимость сопротивления емкости корректируется при помощи достаточно большой индуктивности, включенной в анодную цепь лампы, как показано на рис. 6.7. Точная коррекция получается при выполнении условия

-=СкК- (6-38) р Упрощенная схема

каскада с простой противошумо-

В идеальном случае, когда /?,=оо вой коррекцией,

и тепловые шумы полностью устранены, сопротивление должно быть равно нулю. При этом зависимость входного сопротивления от частоты изображается гиперболой в=1/(оСвх, а коэффициент усиления анодной цепи-прямой линией Лакорр = - SaL. Эти кривые отмечены на рис. 6.8 цифрами / и Общее усиление

вых у V с

; -вхо корр

не зависит от частоты.

Коэффициент шума, характеризующий эту схему, найдем формуле

р вх

(6.39)

куда подставим величины

iHg= 22д/в (0, Vbux = I\

= i 2g (/ , + 4) (co + (SLj<d\ (6.40)

4x0 3 q /вхо

(6.41)

Частота w в этих формулах является математическим пределом интегрирования, поскольку полоса частот идеализированного каскада рис. 6.7 в отсутствие паразитных емкостей бесконечна. В реальных условиях полоса ограничена как емкостью нагрузки С первого каскада, так и последуюп;ими каскадами, поэтому вместо

частоты (О в формуле (6.41) следует брать эквивалентную полосу шумоз усилителя Доз.

Коэффициент шума возрастает с расширением полосы и увеличением входной емкости. Это объясняется уменьшением сигнала на сетке вследствие снижения входного емкостного сопротивления.

Сравним между собой коэффициенты шума для схемы рис. 6.7 с коррекцией и для схемы рис. 6.1 с обычным небольшим сопротивлением R. Схема без коррекции характеризуется заданной граничной частотой й), которая при заданной емкости С обеспечивается выбором из условия R=\laiC. На граничной частоте усиление обеих схем должно быть одинаковым, т. е. должно соблюдаться равенство /?а = (о1д. Учитывая это, найдем средний квадрат напряжения дробового шума в анодной цепи схемы без коррекции

Рис. 6.8. Амплиту.дно-частотные характеристики элементов каскадов с противошумовой коррекцией.

(В ш

= J4ftr/?,(S(o,Z:j(o.

(6.42)

В отличие от последнего члена формулы (6.40) это выражение не содержит множителя 1/3, так как под интегралом стоит постоянная величина и. Подстановка (6.42) в исходную формулу (6.39)

в результате подстановки имеем: