Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Ul=-AkTRL\f% (10.1)
где Um — действующее значение напряжения шумов в в;
k — постоянная Больцмана, равная 1,38 • 10~23 дж/град; Т — абсолютная температура в °К; R — активное сопротивление в ом;
А/ — полоса шумов в гц, величина которой для приемников с большим числом контуров близка к полосе пропускания приемника 2Д/\
Для практических расчетов удобно пользоваться формулой
6^=0,125/?Гд (10.2)
где Um— выражено в микровольтах; R — в килоомах; Af — в килогерцах.
Для определения величины напряжения шумов на колебательном контуре величину R в формуле (10.2) следует заменить величиной R0e.
Пример 10.1. Определить напряжение шумов, развиваемое на сопротивлении /? = 0,5 Мом при нормальной температуре 7^300° К и полосе частот А/= 10 кгц.
Решение
иш = 0,125 /W=0,125}/500l0 = 8,9 мкв.
Следует отметить, что шумы на выходе радиоприемника в основном определяются шумами входных цепей, так как развивающееся на них напряжение шумов усиливается всеми ступенями приемника. Шумы в последующих каскадах не оказывают столь заметного влияния.
Пример 10.2. Определить напряжение шумов на выходе пятикаскадного усилителя. Коэффициент усиления каждого каскада /(=1Q. Напряжение шумов на входе каждого каскада иш =5 мкв.
264
Решение
Напряжение шумов на выходе усилителя, обусловленное шумом на его входе,
^ш.вы* = К1К2КгК4К5иш = 105.5-10-6 = 0,5 в.
Напряжение шумов на выходе усилителя, обусловленное шумом на входе второго каскада,
^ш.вых = *1 К2КъКАит = 104.5-10-6 = 0,05 в.
Влиянием шумов в последующих каскадах можно пренебречь вследствие их малости. Тогда общее напряжение шумов на выходе усилителя будет
*Лп.вых ^ #ш.ВЫх+ ^ш.вых = 0,5 + 0,05 = 0,55 б.
Шумы электронных ламп
Шумы электронных ламп возникают вследствие флуктуации анодного тока, которые обусловлены явлением, известным под названием дробового эффекта.
Остановимся на сущности этого явления.
Вылет электронов из накаленного катода носит случайный характер. Неравномерность вылета электронов из катода во времени порождает флуктуации анодного тока, вследствие чего на анодной нагрузке лампы возникает флуктуационное напряжение, являющееся напряжением шумов.
В лампах с управляющими сетками флуктуации в анодной цепи принято относить к цепи сетки. В этом случае следует считать, что в цепи сетки идеальной нешумящей лампы действует напряжение шумов, при котором в анодной цепи получается такой же шумовой эффект, как в реальной шумящей лампе.
Шумы в лампах можно сравнивать с шумами теплового характера в сопротивлениях. Для этого вводится понятие об эквивалентном шумовом сопротивлении лампы Под эквивалентным шумовым сопротивлением следует понимать такое сопротивление, которое при комнатной температуре будет создавать напряжение шумов, равное напряжению шумов лампы, приведенному к цепи сетки. Напряжение шумов в цепи сетки можно подсчитать по формуле (10. 1)
?/2ш = 4Ш4А/. (10.3)
Теоретические исследования, подтвержденные экспериментами, показывают, что эквивалентное шумовое сопротивление триода можно определять по формуле
(Ю.4>
Если крутизна 5 характеристики выражена в миллиамперах на вольты, то шумовое сопротивление /?ш получается в килоомах.
265
Пример 10.3. Определить эквивалентное шумовое сопротивление триода ЗС1П
Решение
Из справочника по электронным лампам находим крутизну характеристики лампы 5 = 2,2 ма/в. По формуле (10.4) определяем эквивалентное шумовое сопротивление
2,5 2,5 #„, = — = — = 1,14 ком.
В многосеточных лампах флуктуации анодного тока проявляются в большей степени, чем в триодах. Это объясняется тем, что распределение электронного потока между несколькими положительно заряженными электродами не сохраняется постоянным, а изменяется во времени. Практически уровень шумов в пентоде превышает шумы триода в 3—5 раз. Например, пентод 6Ж2П, крутизна характеристики которого 5 = 3,7 ма/в, имеет эквивалентное шумовое сопротивление /?ш=4340 ом.
В многосеточных преобразовательных лампах шумовое сопротивление чрезвычайно велико, вследствие чего применение их в диапазоне СВЧ ограничено. Например, пентагрид 6А2П характеризуется эквивалентным шумовым сопротивлением
/?ш=240 ком.
Значения шумовых сопротивлений для различных типов ламп приведены в табл. 10. 1.
Таблица 10.1
Шумовое Шумовое
Тин лампы сопротивление Яш Тип лампы сопротивление /?ш
ом ом
6Ж4 720 6ЖЗ 2 850
6Ж4 триодное 220 6А7 200-103
включение
6Н14П 700 6А8 250-103
6Н15П 470 6Ж4 (преобразо- 3 000
6Н8С, 6С2С 960 ватель)
6С1П 1 140 6Ж1П 2130
6Н9С 1 560 6Ж2П 4 340
6К4 4 000 6ЖЗП 1370
6Ж8 5 840 6Ж5П 640
6КЗ 10 500 6Ж9П 390
6Ж1Ж, 6К9С 11000 6К4П 3 500
6К1П 13 000 6А2П 240 000
266
Для определения суммарного напряжения ?ЛШ шумов, вызванных одновременным действием элементов схемы и лампы, используется следующая формула:
^ш-/^1Г+^ш2 + ^шЗ+ • • Т , (10.5)
где иш{, ит2 и т. д.— напряжения шумов, соответствующие шумам каждого из элементов схемы и лампы.
Вопросами изучения флуктуации в электрических цепях занимались многие советские ученые. Наиболее значительными являются работы М. А. Леонтовича, В. А. Котельникова, а также монография В Л. Грановского «Электрические флуктуации».
