Технические разделы

Анализ спектра внутренних шумов с применением функции Noise Analysis

Анализ шума часто применяется при диагностике систем связи.

В программе Multisim рассчитывается "шумовой" вклад каждого резистора и полупроводникового прибора в сигнал шума на выходе системы. Предполагается, что источники шума не взаимосвязаны друг с другом и для каждого источника шума расчет производится независимо. Общий уровень шума в выходном узле рассчитывается как сумма среднеквадратичных значений шумов каждого источника. Расчет шума может проводиться относительно заземленного вывода или любого другого узла схемы.

Шумы являются нежелательными напряжениями или токами, возникающими на выходе системы. Один из наиболее характерных примеров проявления шумов - "снег" на экране телевизионного приемника, являющийся результатом флуктуаций всех частотных составляющих тракта ТВ приемника при слабом полезном сигнале или его отсутствии.

В программе Multisim моделируются 3 вида шумов:

"Белый" шум или шум Джонсона (

Johnson

)

Вызывается тепловым взаимодействием свободных электронов и возбужденных ионов в проводниках. Частотные компоненты белого шума равномерно распределены по всему спектру. Мощность генерируемого шума Р определяется по формуле Джонсона:

P = k*T*Δf (2.3)

где к - постоянная Больцмана (1,38 - 10-23 Дж/К); Т - температура в К; Δf - полоса частот в Гц. "Тепловое" напряжение может быть представлено как среднеквадратичное значение в серии измерений резистора:

е2 = 4k*T*Δf*R (2.4)

Аналогичное выражение для тока:

i2 = 4k*T*Δf/R (2.5)

Дробовый шум

Обусловлен дискретной природой носителей заряда в полупроводниковых материалах. В большинстве случаев это шумы транзисторов.

Формула для расчета дробового шума диода:

i = (2q*Idc*Δf) 1/2

где i - дробовый ток;

q - заряд электрона (1,6 - 10-19Кл);

Idc - величина постоянного тока; Δf - полоса частот. Для транзисторов эта формула непригодна. Необходимо использовать данные фирм-изготовителей транзисторов.

Тепловые шумы и дробовые являются аддитивными.

"Розовый" шум или 1/

f

шум

(также известен под названием фликкер-шум или избыточный шум)

Проявляется в биполярных и полевых транзисторах на частотах ниже 1 кГц. Уровень такого шума обратно пропорционален частоте и прямо пропорционален температуре и величине постоянного тока.

Таблица 3.3 - Таблица с результатом работы смесителя с применением функции "Noise Analysis"

Еще статьи по технике и технологиям

Электронный термометр
Термо́метр (греч. θέρμη - тепло и μετρέω - измеряю) [1] - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Рассмотрим термометры бытового назначения ...

Технология ремонта, настройки и регулировки ресивера Samsung DSB-350
Устройства для приема спутникового сигнала. Их называют "спутниковые ресиверы" - устройства для раскодировки спутникового сигнала и передачи его на ТВ устройство для показа. Современный спутниковый сигнал - цифровой, поэтому ...

© 2021 | www.techexpose.ru