Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Учитывая, что Аоь » и Ась » ЧР, запишем уравнение дл выходного напряжения Vq в виде

V0 А clVi

Этот результат показывает, что нелинейный характер зависимости Vq от Vi будет уменьшен в AcJAql раз и при Ась < А выходная характеристика будет достаточно линейной.

5.14. Коэффициент ослабления нестабильности источника питания

В идеальном ОУ выходное напряжение Vq не зависит от напряжения источника питания. В любом реальном ОУ напряжение источника питания будет влиять на выходное напряжение и из-за зависимости коэффициента усиления без обратной связи Лол, от напряжения питания и из-за влияния флуктуации напряжения источника питания на сигнал при его прохождении через схему. Коэффициент усиления без обратной связи не слишком сильно меняется с ростом напряжения питания. Обычно при измерении напряжения источника питания от минимум ±5 В до максимум ±18 В Аоь увеличивается в 2-3 раза. Хотя это может пока-з.аться достаточно существенным изменением, необходимо помнить, что коэффициент усиления с обратной связью относительно независим от коэффициента усиления без обратной связи, и поэтому влияние на коэффициент усиления с обратной связью, а следовательно, и на выходное напряжение будет незначительным.

Главной причиной флуктуации напряжения питания являются пульсации напряжения источника питания, в схеме которого используют выпрямитель для преобразования переменного сетевого напряжения в постоянное с низкочастотным фильтром на выходе. Основная гармоника таких флуктуации имеет частоту 120 Гц (в США частота сетевого напряжения 60 Гц. - Перев). Эти пульсации частично отражаются на выходном напряжении. Как пульсации напряжения питания, так и другие флуктуации напряжения источника питания можно привести ко входу ОУ, т. е. отразить в виде соответствующего изменения напряжения смешения.

Коэффициент ослабления нестабильности источника питания (КОНИП) определяется отношением изменения напряжения смещения вследствие изменения напряжения питания к изменению напряжения питания и обычно выражается в децн( лах. КОНИП обычно очень мал - от -80 дБ (10"*) до -ЮО ДЬ (10-5). Например, при КОНИП - 100 дБ и амплитуде пульсации напряжения источника питания 1 В соответствующее измененн выходного напряжения составляет 0,01 мВ.



5.15. Шумы

В любой системе связи наряду с полезным сигналом присутствуют посторонние, ненужные сигналы, искажающие форму полезного сигнала. Они накладывают ограничения на минимальную амплитуду полезного сигнала с точки зрения его надежного и точного приема и детектирования. Такие сигналы-помехи, имеющие случайную природу и не передаваемые никакими другими системами связи, называются шумами. Случайная, непредсказуемая природа шумов сильно затрудняет их измерение и подавление. Сигналы-помехи с известными или каким-либо способом предсказанными характеристиками, такими, как частота или полоса частот, могут быть подавлены при использовании методов обработки сигналов, например полосовыми или заградительными фильтрами. Хотя и существуют способы уменьшения уровня шумов, полностью подавить их невозможно. Более того, применяемая для подавления шумов обработка сигналов в общем случае частично ухудшает и некоторые полезные параметры системы. Хорошим примером в этом случае является сокращение полосы пропускания системы при попытке уменьшить уровень шума. А сокращение полосы пропускания, в свою очередь, снизит возможности системы по количеству передаваемой информации.

В электронной системе связи шум в основном вырабатывается и самой системой, и передатчиком и, что наиболее важно, приемником в результате протекания ряда случайных процессов. К таким процессам в полупроводниковых приборах можно отнести тепловое движение электронов и дырок, процессы генерации и рекомбинации электронов и дырок. Кроме того, приемник наряду с полезным сигналом может принимать шумы от внешних источников. Примерами таких источников шума могут служить электрические разряды в атмосфере, электрические машины и системы зажигания двигателей внутреннего сгорания.

С точки зрения возможностей приема системой слабых сигналов самым критичным компонентом электронной системы связи является первый, или входной, каскад приемника. Именно здесь сигнал самый слабый и, следовательно, наиболее чувствителен к воздействию шумов. Эти шумы вырабатываются либо внутри входного каскада, либо принимаются входным каскадом вместе с полезным сигналом.

Отношение напряжения сигнала к напряжению шума (оба Напряжения - среднеквадратические величины) будет называться отношением сигнал/шум. На входе приемника это отноше-ие зависит от амплитуды сигнала и уровня внешнего шума. Щумы внутри первого каскада приемника складываются с уже принятыми шумами, следовательно, отношение сигнал/шум будет Сколько уменьшено входным каскадом. Это естественно, так как

11 Соклоф С,



и сигнал И шум усиливаются первым каскадом, причем с одинаковым коэффициентом усиления, а значит, дополнительные ш\мы появившиеся внутри входного каскада, будут частично уменьшгь или ухудшать отношение сигнал/шум.

В следующих каскадах приемника происходит дальнейшее усиление сигнала и шума. Внутренние шумы этих каскадов булут складываться с усиливаемым сигналом, и в результате отношение сигнал/шум будет все больше уменьшаться по мере прохождения сигнала от каскада к каскаду усилителя. Тем не менее именно первый каскад будет наиболее важен при определении отношения сигнал/шум приемника. Если коэффициент усиления первого каскада обозначить через А, второго каскада - через А и т. д., то общий коэффициент усиления будет Ат= AiAAg ... . Если уровень сигнала, поступающего на вход приемника, S;, а уровень шума Л;, то их отношение на входе приемника равно Si/Nt. При шумах, вносимых первым каскадом Ni, после первого каскада имеем AiSjAi (Nt + N) = Si/{Ni + N).

Ha выходе второго каскада отношение сигнал/шум будет даваться формулой

AA.Si St

где Ni - шум, вносимый вторым каскадом. Аналогично для выхода третьего каскада

АI A2AS I

ЛИИз (V,- -h М>) + A,A,N., + Л.Лз ~

Эти формулы показывают, что при разумно больших коэффициентах усиления последующих каскадов отношение сигнал/шум первого каскада будет вносить основной вклад в общее отношение снгнал/шум приемника.

Возможности системы по детектированию или восстановлению слабых сигналов характеризуются чувствительностью системы. Она обычно выражается через минилшльный уровень входного сигнала, дающий приемлемое отношение сигнал/шум. В большинстве случаев минимальное отношение, необходимое для обнаружения полезного сигнала, равно единице, в этом случае чувствительность - это уровень сигнала, равный уровню шумов первого каскада усиления.

В идеале усиленный сигнал приемника будет точно повторять исходный сигнал, переданный передатчиком. На практике достичь этого нельзя из-за разного рода нелинейностей системы и появляющихся в результате искажений и шумов.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193