Влияние режима работы транзистора на шумы

Кроме правильного выбора элементной базы, немалое значение для получения лучшего соотношения сигнал/шум в усилителе имеет применение оптимальных рабочих режимов для конкретного типа транзисторов в используемой схеме. Кроме того, важно обеспечить согласование входных сопротивлений транзисторного каскада и источника сигнала.
В реальной схеме шум на входе усилителя можно представить как


где:
Еш вх - уровень шумов усилителя, приведенный ко входу;
Ег- внутренний шум генератора сигналов;
Ir - ток генератора;
Rr - выходное сопротивление генератора.

От начального тока биполярных транзисторов уровень шума довольно сильно меняется в зависимости от Rr, что видно из приведенных на рисках 1 и 2 графиков. Для полевого транзистора КП303В(А) коэффициент шума почти не зависит от тока, но уменьшается при увеличении Rr (рисунок 3).


Рисунок 1 - Зависимость коэффициента шума от тока эмиттера для транзисторов КТ3102Е и КТ3102Д


Рисунок 2 - Зависимость коэффициента шума от тока эмиттера для транзисторов
КТЗ107Е, КТ3107ЖИКТ3107Л


Рисунок 3 - Зона возможных положений зависимости коэффициента шума от сопротивления генератора для транзисторов 2П303(А-В) и КПЗОЗ(А-В)

Так как любой реальный источник сигнала генерирует шум из-за наличия теплового шума во внутреннем сопротивлении (Rг), по этой причине с высокоомным источником сигнала лучше использовать входной каскад усилителя, выполненный на малошумящем полевом транзисторе. Входное сопротивление схемы в этом случае в основном определяется сопротивлением резистора, установленного в цепи затвора, и его оптимальную величину легко можно подобрать.

Если схема охвачена глубокой отрицательной обратной связью (ООС) по постоянному току, в небольших пределах ток через транзисторы можно менять, изменяя питающее напряжение, как это предлагается для настройки некоторых схем с целью снижения шума. Но при значительном снижении напряжения питания уменьшается и коэффициент усиления транзисторов.

Для снижения шума важно также рациональное распределение коэффициентов усиления между каскадами. Известно, что наибольшее влияние на шумовые характеристики усилителя оказывает входной транзистор. Поэтому добиваться от него максимального усиления нецелесообразно. Как показывают практические эксперименты, для снижения шума лучшие результаты удается получить при увеличении числа усилительных каскадов, каждый из которых будет иметь меньшее усиление (при равномерном распределении усиления между каскадами). При этом для входного транзистора более важным является хорошее согласование с источником сигнала по входному сопротивлению.

Учитывая все выше сказанное, можно сделать вывод, что не существует одной идеальной схемы, которая сможет одинаково хорошо работать с любым источником сигнала.
При использовании высококачественных компонентов дальнейшее уменьшение шума удается получить с помощью специальных схемотехнических решений.

По материалом книги "Полезные схемы" И.П. Шелестов






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.