Операційні підсилювачі і cхемотехніка на їх основі, страница 15

                                                      (  )

Оцінювати шумові характеристик на виході електронних схем можливо  і аналітичним шляхом. Шумові характеристики електронних приладів здебільшого детально описані, або приводяться в вигляді експериментальних залежностей.

Шуми опорів Пасивні опори мають як теплові шуми, так і шуми, обумовлені протіканням струму. Теплові шуми (шуми Джонсона) обумовлені тепловим рухом носіїв заряду. Їх середня потужність визнаяається формулою Найквіста.

                        Р_Ш = 4×k×T×Df,

де ×Df – полоса частот виміру потужності.

З приведеної формули знаходиться середньоквадратичне значення теплових шумів резисторів

                      е_Ш.Т =Ö(4×k×T×R×Df),

яке вимірюється в мікровольтах.

Струмові шуми (шуми Шотткі) в резисторах появляються при протіканні струму. Їх значення можуть бути обчислені по формулі:

                    е_Ш.С =К_R× U×ÖR×log(f_B/f_Н),

де К_R – постійний параметр для даного типу опорів; f_B,  f_Н – верхня і нижня частоти в діапазоні яких вимірюється шум.

Причина появи струмових шумів – це як часові зміни контактних опорів між кристаламси напівпровідника, так і зміни опорів, обумовлені протіканням струму.

Часто шум Шотткі, іноді називаємий також як дробовий шум, обчислюється по середньоквадратичному значенню струму , що протікає через напівпровідник по формулі:

                          і_С.КВ. = 2І×q×Df,

 де q –заряд електрона; І- середнє значення постійної складової струму, що протікає через напівпровідник.

Середньоквадратичне значення шумів опорів обчислюється по формулі (  )

Величина середньоквадратичних шумів  постійних опорів визначається одиницями мікровольт, а змінних- знаходиться в діапазоні 10-50мкВ. Проволочні  постійні резистори мають рівень шумів приблизно 0.1 мкВ.

резисторів Теплові шуми як і струмові являються частотнонезалежними, але струмові- зменшуються при зменшенні величини струму резистора.

  Ще одною причиною появи шумів в напівпровідникових приладах являється зміна швидкостей носіїв зарядів, обумовлена дефектами напівпровідникового матеріалу. Особливістю таких шумів являється те, що їх інтенсивність знижується з ростом частоти в зворотній пропорції. Тому такий шум часто називають шумом (1/f), або фліккер-нумом.

В детальних паспотрних даних на операційні підсилювачі приводяться графічні залежності інтенсивності шумів (середньоквадратичні значення, (мкВ/ÖГц )) від частоти, які приводяться до входу ОП. Вони задаються для конкретного температурного режиму і напруги живлення і можуть бути використані як приведена до входу ОП перешкода, подібно до напруги здвигу (рис.5.23).

Вплив зміни напруги живлення  Сучасні ОП мають здебільшого двополярне живлення. Для цього широко використовуються стабілізатори напруги в яких стабілізація забезпечується по одному джерелу, а напруга другого відслідковується за першим. При відсутності двополярних джеоел широко використовується розщіплення джерела однополярної напруги. В підсилювачах змінної напруги допускається живлення однополярною напругою з одночасним забезпеченням зміщення входу на половину напуги живлення. Високих вимог по ідентичності напруг джерел для більшості ОП не пред'являється, оскільки вони мають значний коефіцієнт ослаблення впливу неідентичності напруг живлення. Цей параметр характеризується коефіцієнтом зниження коливань напруг і знаходиться на рівні 40-60 дБ.

Коефіцієнт ослаблення синфазних вхідних сигналів  характеризує здібність ослабляти сигнали, які прикладаються одночасно на обидва входи.

Ідеальний диференційний каскад сприймає лише диференційний сигнал і забезпечує еффективне зниження синфазних сигналів, які діють обидва входи ОП. Але в реальних каскадах вказаний1 вище коефіцієнт подавлення синфазного сигналу являється обмеженим, тому в реальних схемах часто з'являється необхідність їх враховувати.

Сигнал, або, точніше, перешкода синфазного типу , це скоріше зовнішній по відношенню до ОП сигнал, що діє на обидва входи одночасно. Тому його дія на ОП, що працює в інверсному режимі з заземленим прямим входом практично зводиться до нуля. Але для неінвертуючого режиму йогодія приводить до появи напруги на