- •1. Основные параметры и характеристики усилителей
- •1.1. Понятие усилительного устройства
- •1.2. Основные характеристики уу
- •1.3. Классификация усилителей
- •1.4. Обобщенная структурная схема уу
- •2.2. Влияние отрицательной обратной связи на параметры и
- •3.1. Схемы включения транзистора
- •3.2. Статические характеристики транзистора
- •3.3. Определение нч y-параметров по статическим характеристикам
- •3.4. Нагрузочные характеристики и оптимизация выбора рабочей точки по
- •4.1. Усилитель класса a
- •4.2. Усилитель класса в
- •4.3. Усилитель класса ав
- •4.4. Усилитель класса с
- •5.1. Методы термостабилизации положения рабочей точки транзистора
- •5.5. Составные транзисторы
- •6. Каскады предварительного усиления
- •7. Особенности расчёта резистивного каскада на биполярном транзисторе
- •8. Усилительные каскады с коррекцией
- •8.1. Индуктивная вч коррекция
- •8.2. Вч коррекция с использованием частотно-зависимой оос
- •8.3. Нч коррекция
- •9.2. Регулировка частотной характеристики усилителя
- •10. Шумы многокаскадного усилителя
- •10.1. Оптимальный выбор транзистора
- •10.2. Оптимальный выбор рабочей точки
- •10.3. Оптимальное согласование по шумам
- •11. Усилители, охваченные 100% оос
- •11.1. Истоковый повторитель
- •11.2. Эмиттерный повторитель
- •12. Оконечные каскады и усилители мощности
- •12.2. Двухтактные усилители мощности
- •13. Усилители постоянного тока
- •13.1. Упт с гальванической связью между каскадами
- •13.3. Усилитель постоянного тока типа модулятор-демодулятор (мдм)
- •13.4. Усилители с автоматической коррекцией нуля
- •14. Операционные усилители и их применение
- •14.1. Основные схемы включения операционных усилителей
10. Шумы многокаскадного усилителя
Если к входной цепи работающего усилителя не подводить сигнала, то вольтметр достаточной чувствительности, подключенный на его выход параллельно нагрузке, всегда покажет присутствие на нагрузке постороннего напряжения, называемого напряжением собственных шумов усилителя.
Напряжение собственных, или внутренних, шумов не позволяет усиливать сигналы малой амплитуды, заглушая последние.
Удобным критерием оценки шумов, вносимых транзистором, является коэффициент шума транзистора N, показывающий, во сколько раз ухудшается отношение мощности сигнала к мощности шума в выходной цепи транзистора по сравнению с тем же отношением у ненагруженного источника сигнала:
-
с2. ист
U
ш2
U
. ист
N
с2. вых
,
(10.1)
U
ш2
U
. вых
где Uс2. ист и Uш2. ист – квадраты действующих значений напряжений
сигнала и шума на зажимах ненагруженного источника сигнала, Uс2. вых и
Uш2. вых – квадраты действующих значений напряжений сигнала и шума в
выходной цепи транзистора.
114
2
Так как транзистор вносит собственные шумы, то отношениеUс. вых
Uш2. вых
2
меньше, чемUс. ист . Следовательно, коэффициент шума транзистора N всегда
Uш2. ист
больше единицы.
Коэффициент шума обычно выражают в децибелах:
-
N дБ 10 lgN .
(10.2)
У современных малошумящих биполярных транзисторов, работающих в правильно выбранном режиме коэффициент шума не превышает 1,5–2 дБ. У
хороших полевых транзисторов данный коэффициент еще ниже.
Коэффициент шума NОбщ многокаскадного усилителя (рис.10.1)
определяется выражением:
-
N
Общ
N
N2 1
N 3 1
...
Nn 1
,
n 1
1
K P1
K P1 KP2
(10.3)
KPi
i 1
где Ni – коэффициент шума, а KPi – коэффициент усиления по мощности i-го каскада соответственно (i=1…n).
-
1-ый каскад
2-ой каскад
m-ый каскад
(Kp1, F1)
(Kp2, F2)
(Kpm, Fm)
Рис.10.1. Структурная схема многокаскадного усилителя
Из анализа выражения для коэффициента шума следует, что, несмотря на то, что шумят все каскады многокаскадного усилителя, на уровень собственных шумов усилителя в основном влияют шумы первых двух каскадов, так как шумы остальных усилительных элементов усиливаются с меньшим коэффициентом усиления. Для минимизации коэффициента шума многокаскадного усилителя NОбщ необходимо обеспечить в первом каскаде многокаскадного усилителя возможно меньший коэффициент шума N1 и
возможно больший коэффициент усиления по мощности KP1.
115
Существует три основных способа минимизации шумов усилительного каскада, среди которых можно выделить следующие:
оптимальный выбор транзистора;
оптимальный выбор рабочей точки;
оптимальное согласование по шумам.