3.3 Шумові властивості рПрП
Власними або внутрішніми шумами РПрП називаються ті е.р.с. і струми, які утворюються в окремих його елементах за рахунок флуктуацій носіїв електричних зарядів. Рівень власних шумів визначає мінімальний сигнал, що може бути прийнятий РПрП, тобто чутливість РПрП. Джерелами власних шумів є активні опори (у тому числі й опори втрат коливальних контурів), а також електронні прилади, використовувані в РПрП.
3.3.1 Шуми опорів
Причиною шумів опору є тепловий хаотичний рух електронів у ньому.
Рисунок 3.9
Нехай
опір
перебуває при температурі
(рис.3.9а). Квадрат діючого значення
напруги шумів активного опору можна
знайти по формулі
.
(3.1)
де
-
постійна Больцмана (
);
- абсолютна температура навколишнього середовища;
-
смуга частот, у якій виміряється напруга
шумів. Реальний шумлячий опір можна
заміщати еквівалентним шумовим
генератором, е.р.с. якого дорівнює
,
з нешумливим опором
(рис. 3.9б). Іноді для цих цілей зручніше
користуватися еквівалентним генератором
шумового струму
з нешумливою зовнішньою провідністю
(рис.3.9с).
При послідовному включенні декількох джерел шумів зручно кожний з них замінити еквівалентним генератором шумової напруги й результуюче діюче значення напруги знайти по формулі
.
(3.2)
Якщо окремі джерела включені паралельно, то
(3.3)
Нехай
два опори з параметрами
й
з температурами
й
включені послідовно. З урахуванням
(3.2) одержимо
(3.4)
де
;
. (3.5)
Аналогічно
можна знайти
двох паралельно з'єднаних проводимостей
і
з температурами
й
відповідно
(3.6)
Поряд
з поняттям
широко користуються поняттям відносної
шумової температури
(3.7)
де
-
кімнатна температура.
Потужність теплового шуму опору, що віддається в погоджене навантаження, дорівнює
.
(3.8)
Потужність
теплового шуму
прийнято називати номінальною потужністю
теплових шумів.
З (3.8) слідує, що потужність теплового шуму, що віддається в погоджене навантаження, не залежить від розміру шумливого опору й визначається тільки температурою й смугою, у якій вона вимірюється.
Спектральна
щільність потужності теплового шуму
дорівнює
.
(3.9)
Вираз
(3.9) показує, що спектр теплових шумів
виявляється рівномірним у широкій смузі
частот (аж до
Гц).
3.3.2 Шуми паралельного коливального контуру
Джерелом
теплових шумів у коливальному контурі
є опір втрат котушки індуктивності.
Ємність і індуктивність контуру не є
джерелами шумів (не “шумлять”), вони
впливають на величину еквівалентного
резонансного опору
й на його смугу пропускання (смугу
шумів).
Повна напруга шумів на паралельному коливальному контурі дорівнює
(3.10)
де
-
шумова смуга пропускання контуру.
Для
одиночного контуру
Для
лінійної частини РПрП
