Дробовой и фликкерный шумы.

Фликкер-шум (фликкерный шум, 1/f шум, иногда розовый шум в узком прикладном понимании такого термина) — электронный шум, наблюдаемый практически в любых электронных устройствах; его источниками могут являться неоднородности в проводящей среде, генерация и рекомбинация носителей заряда в транзисторах и т. п. Обычно упоминается в связи с постоянным током.

Фликкерный шум имеет спектр розового шума, поэтому его иногда так и называют. Спектральная плотность мощности розового шума определяется формулой (плотность обратно пропорциональна частоте), то есть он является равномерно убывающим в логарифмической шкале частот.

Дробовой шум — беспорядочные флуктуации напряжений и токов относительно их среднего значения в цепях радиоэлектронных устройств, обусловленные дискретностью носителей электрического заряда — электронов. Грубо говоря, прибытие каждого электрона сопровождается всплеском тока в цепи.

В отличие от теплового шума, вызванного тепловым движением электронов, дробовой шум не зависит от температуры.

Дробовой шум — основная составляющая внутренних шумов большинства радиоэлектронных устройств, которые приводят к искажению слабых полезных сигналов и ограничивают чувствительность усилителей.

9.1. Фильтры типа М, сложные фильтры (К+М).

Недостатки фильтра типа “К” заключаются в непостоянстве характеристического сопротивления в полосе прозрачности , что не позволяет полностью реализовать их расчетную полосу. Кроме того , кривая затухания при переходе в полосу непрозрачности имеет недостаточную крутизну. Рассмотрим на примере Т – образного фильтра низкой частоты (рис.1) возможность улучшения частотных свойств этого фильтра:

Частотная характеристика фильтра формируется, исходя из поведения X_L и X_C (рис. 2)

Рис.1 Рис.2

Сравнительно плавный ход этих зависимостей и обуславливает недостаточно резкий ход кривой затухания или спад коэффициента передачи. В то же время ,если в последовательную или в параллельную ветвь фильтра (рис. 3) добавить элемент противоположного типа ,с тем ,чтобы резонансная частота получившегося контура была вблизи частоты среза , то благодаря резонансу ,ход X _c в этой зоне будет более резким(рис.5 - пунктиром)

Рис.3

Рис.5 Рис.6

Однако ,при таком подходе затухание не будет монотонно увеличиваться при углублении в полосу непрозрачности , а выйдет на некоторый постоянный уровень (рис. 6).

Следовательно ,подобные фильтры могут дать лучшие результаты при их использовании с фильтрами типа “К” совместно ,поскольку у последних наблюдается монотонное увеличение полосы пропускания при углублении в полосу непрозрачности (рис.6) . Исходя из условий их совместной работы , мы и будем строить звенья новых фильтров.

1 . Построим полузвено фильтра типа “m” из условия его согласованной ( т.е. при равенстве характеристических сопротивлений ) работы с полузвеном типа “K” , при соединении их с Т – образных сторон ( рис. 7)

(рис.7)

Пусть: где 0 < m < 1, то можем написать:

, тогда

Звенья фильтров типа «m», у которых схема параллельного плеча представляет собой последовательное соединение схем последовательного и параллельного плеч фильтров типа К, называют последовательно-производными. (см. рисунок)

2 . При условии равенства хар. сопр. с П-обр сторон, имеем:

примем , тогда

Отсюда получается схема полузвена ,а соответствующие кривые затухания приведены на соседнем рисунке:

Расчет затухания приводит к выражению: , где

и для характеристического сопротивления получим формулу:

, а ход фазовой характеристики и характеристического сопротивления для разных “m” приведен на графиках:

При конструировании сложных (m+K) фильтров надо пользоваться схемами: