Шумы в усилителях

Автор: В.РУБЦОВ (UL7BV)

Хороший аппарат, но сильно шумит! Вам не приходилось слышать такое об усилителях низкой частоты? А почему усилитель шумит? Бывает, что даже два абсолютно одинаковых аппарата шумят по разному. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Шумы, возникающие в усилителях, можно разделить на внутренние, возникающие при прохождении токов через активные и пассивные элементы схемы; на внешние, попадающие на вход извне и на комбинированные, возникающие при паразитной ВЧ генерации каскадов самого усилителя, или попадании своих же мощных сигналов выходного каскада на входные цепи усилителя.

От уровня шумов зависит динамический диапазон амплитуд усилителя. Он определяется, в частности, уровнем его собственных шумов. Чем ниже уровень шумов, тем выше динамический диапазон.

Внутренние шумы обусловлены тепловыми флуктуациями токов транзисторов, а также флуктуационными ЭДС пассивных элементов, главным образом резисторов. Уровень шумов определяется в основном шумами первого усилительного каскада и входных цепей.
Так,
где Uш. - напряжение собственных шумов усилителя.
Uш.вх - шумы входных цепей.
Uш.тр - шумы транзисторов.
где FB и FH- наивысшая и наинизшая рабочие частоты (кГц),
R - активная составляющая сопротивления входной цепи (кОм).

Чтобы уменьшить уровень шумов транзисторов, нужно в первых каскадах усилителей использовать транзисторы с меньшим коэффициентом шума и выбирать соответствующий режим (малых токов). Транзисторы желательно выбирать с малым обратным током коллектора.

Иногда во входных каскадах УНЧ устанавливают ВЧ транзисторы. Но это нужно делать осторожно, чтобы не получить обратный эффект из-за возникновения паразитных колебаний на высоких частотах. Граничную частоту транзистора надо выбирать в 2-3 раза выше рабочей. Чтобы ограничить уровень шумов пасивных элементов (в основном резисторов), нужно, по возможности, выбирать принципиальную схему усилителя с наименьшим количеством этих элементов.

К внешним шумам можно отнести помехи, обусловленные наводками от внешних источников. Их разделяют на магнитные и электрические.

Источниками помех от магнитных наводок могут служить электродвигатели, электромагниты, электромагнитные реле, трансформаторы питания. Способы уменьшения магнитных наводок сводятся к правильному расположению источников наводок относительно входных цепей и первого каскада, к изготовлению шасси из немагнитных материалов, свиванию входных проводов с минимальным шагом (провода с тонкой изоляцией), а также экранированию входных цепей и трансформаторов.

Электрические наводки обусловлены паразитными емкостями монтажа. Их источниками-могут быть провода, по которым протекают переменные токи. К способам уменьшения электрических наводок можно отнести экранировку проводов и элементов первого каскада усилителя медью, латунью, алюминием, при этом большое значение имеет выбор точки заземления экрана; экранировку корпусов переменных резисторов; рациональное размещение монтажа усилителя с целью укорочения соединительных проводов и правильного размещения каскадов.

Комбинированные шумы возникают из-за наличия паразитной ВЧ генерации каскадов самого усилителя, или в том случае когда усилитель находится на пороге возникновения паразитной генерации и она может возникнуть при больших сигналах. Борьба с этими шумами сводится к рационализации монтажной схемы, экранировке входных цепей и каскадов, применению оптимального количества усилительных каскадов, введению антипаразитных резисторов, дросселей, фильтров, блокирующих (по высокой частоте) конденсаторов, цепей, обеспечивающих отрицательную обратную связь (как разновидность - частотнозависимую).

К отдельному виду шумов нужно отнести шумы, вносимые источниками питания. Для ослабления действия пульсации переменного тока следует использовать сглаживающее действие фильтров питания, подавать питание на первые каскады усилителя через развязывающие фильтры, применять стабилизаторы напряжения с большим коэффициентом стабилизации.

Причиной шумов, возникающих из-за наличия пульсации питающего напряжения, могут быть электронные шкалы, электронные ключи и другие устройства, собранные на цифровых интегральных микросхемах. Полное экранирование этих устройств, применение мощных источников питания с большим коэффициентом стабилизации, увеличение номиналов сглаживающих емкостей и применение микросхем с меньшим потреблением тока (МОП-структуры) поможет избавиться и от этих шумов.Источник: Радиолюбитель, N 11, 1992 г. Дата размещения: 24-06-1998






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.