Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.)

Жанр: Военный

Просмотров: 4065


2.5.3 шумы электронных ламп

 

Анодный ток в лампе образуется потоком дис- кретных заряженных час- тиц-электронов [1, 7]. Это является причиной того, что величина заряда, приходя- щего к аноду, изменяется во времени   случайным   обра-

 

Рис. 2.45 Внешний вид и цоколевка лампы

а — внешний вид

б — цоколевка

зом (флюктуирует), обусловливая флюктуации анодного тока лампы около некоторого среднего значения Ia, т.е. ia = Ia + iша. Процесс прихода электронов на анод лампы подобен падению дроби на некоторую поверхность под дей- ствием силы тяжести. Поэтому изменение анодного тока лампы, обусловлен- ное дискретностью заряда, называют дробовым эффектом.

Энергия флюктуации анодного тока, так же как энергия шумов в сопро- тивлениях, практически равномерно распределена по шкале частот в очень широком диапазоне. Можно показать, что в указанном диапазоне энергети- ческая спектральная плотность флюктуации анодного тока в диодах и трио- дах выражается формулой

 

 

где e0

 

– заряд электрона;

Wша  (f )  2e0 I a D ,

Ia  – величина анодного тока лампы;

D - коэффициент, зависящий от параметров лампы, её конструкции, ре-

жима работы и от температуры катода. Интенсивность флюктуации анодного

тока в полосе частот

f , можно характеризовать средним значением квадра-

2

та флюктуации тока, соответствующего этой полосе частот или действующим значением флюктуации анодного тока

2

iш f

 Wша f ,

Iшэ   

iш f 

2e0 Ia Df .

При расчётах удобно считать лампу идеальным нешумящим прибором, на вход которого, однако, действует эквивалентное шумовое напряжение uш, вызывающее такие же флюктуации анодного тока, как и в реальной лампе. Действующее значение эквивалентного шумового напряжения определяется в случае триода формулой

 

 

 

U шэ

 i шэ

S  .

Можно представить, что напряжение Uш  создаётся некоторым сопротив- лением Rш. Величина сопротивления Rш характеризует шумовые свойства лампы, поэтому сопротивление Rш  называют шумовым сопротивлением лам- пы.

Понятие о шумовом сопротивлении лампы можно ввести также и для диодов, и многосеточных ламп.

В случае диодов шумовое сопротивление приближенно можно найти по формуле

R           2  3 ,

ш         S

 

где S=

1  –  проводимость диода по постоянному току.

R 0

По той же формуле находится и шумовое сопротивление триодов, только под S в этом случае следует понимать крутизну статических характеристик лампы. Расчёт по последней формуле даёт для приёмно-усилительных дио- дов и триодов значение Rш  = 1-2 кОм.

Шумы многосеточных ламп оказываются значительно больше шумов в

триодах, поскольку в таких лампах к дробовому шуму добавляется шум, вы- званный токораспределением между сетками, имеющими положительный потенциал. Электроны, двигаясь вблизи сеток в направлении к аноду, могут

попасть на сетку или нет. Данное событие является случайным, и это обстоя- тельство обуславливает дополнительные случайные изменения анодного то- ка. В связи с этим шумовое сопротивление тетродов и пентодов имеет вели- чину Rш  =10 - 40 кОм. Шум преобразовательных ламп достигает величины Rш  = 100 - 200 кОм.

Сопротивление Rш является фиктивным и вводится в схему лишь для удобства при проведении расчётов. Например, если в сеточной цепи лампы имеется сопротивление Rс  (рис. 2.46 а)  и входной сигнал подаётся от источ- ника с внутренним сопротивлением Rи , то при расчёте интенсивности шума, действующего в сеточной цепи лампы, следует пользоваться эквивалентной

R          R c R и

схемой, приведённой на рис. 2.46 б. Здесь

и

 
(R c

 R  ) , а Rш  – шумовое

сопротивление лампы. Результирующая величина ЭДС шумов рассчитывает-

ся по формуле

 

e

 

=

 
шэ        4kT(R  R ш )f .

 

 

Rи       Rш

R

 

Uшэ

 

 

а          б

Рис. 2.46 К объяснению шумовых  свойств электронной лампы

а  – cхема расчёта интенсивности шума;

б – схема расчёта интенсивности  шума с фиктивным  сопротивлением Rш