Методы измерения НЧ шумов. По 3 при измерении электрических шумов применяют следующие методы метод сравнения. Исследуемый шум сравнивается с эталонным сигналом или шумом. В этом методе измеряются относительные величины и чаще всего метод применяют при измерении коэффициента шума компенсаторный метод модуляционный метод.
Оба метода дают высокую чувствительность и точность измерений, но реализуются только на высоких частотах. Применяют эти методы при исследовании тепловых и дробовых шумов метод непосредственного измерения НЧ шума. Метод основывается на получении спектральной плотности мощности шума на некоторой частоте через измерение эффективного напряжения шума при помощи высокочувствительного измерителя с известной полосой пропускания.
Измеритель в общем случае должен содержать линейный полосовой фильтр с достаточно узкой полосой пропускания f, квадратичный детектор, интегратор, регистрирующее устройство. В настоящее время наиболее целесообразным считается импульсный режим измерения НЧ шума. Это связано с трудностью установления стационарного теплового режима ППП и ИС, так как доказано, что температура оказывает сильное влияние на основные электрические параметры ППП и ИС. Рассмотрим по 3 практические схемы, реализующие измерение НЧ шумов ППП. Структурная схема установки для измерения шумов транзисторов по 3 приведена на рис. 1. Путем измерения питающих напряжений имеем возможность менять режим работы транзистора в широких пределах.
При известных режимах 3 ток эмиттера Iэ 1 mA, напряжение коллектора Uк 3 В, имеем возможность выявления постепенных отказов за счет изменения состояния поверхности, так и внезапных оотказов за счет объемных дефектов и дефектов контактных соединений.
Для маломощных транзисторов используют режим измерения коэффициента шума, указанный техническими условиями. Описание работы подробно дается 3. Измеряют эффективное напряжение шума, приведенное к базе транзистора Uш.б.через коэффициент усиления измерительной установки по напряжению Ки 24 где Uс.вых - калибровочное напряжение, измеренное на выходе установки Uс.вх - калибровочное напряжение на ходе исследуемого транзистора. Для более точного измерения спектральной плотности шума измеряют ширину пропускания фильтра, которая определяет ошибку измерения. 25 где Кf, Кf0 - значения коэффициентов передачи линейного фильтра на некоторой частоте f и на резонансной частоте f0 соответственно. Коэффициент Ки по 24 можно также определять следующим образом по 3 26 где Кп.у Ки.т - коэффициенты усиления предварительного усиления и усилительной схемы на исследуемом транзисторе.
Надо отметить, что для стабильности Ки.т применяется отрицательная обратная связь по току. В общем виде принципиальная схема включения исследуемого транзистора по 3 показана на рис.2. Малошумящий усилитель - наиболее важная часть установки, определяющей уровень собственных шумов. В настоящее время разработано достаточное количество схем малошумящих усилителей.
Структурная схема для измерения шумов диодов приведена по 3 на рис.3. Чтобы исключить заметный разброс значений дифференциального сопротивления при заданном токе соблюдают условия Rн Rдиф, тогда напряжение шума исследуемого диода определяется по формуле 27 где Uш.изм напряжение шума, измеренное на выходе предварительного усилителя. Следует отметить, что погрешность измерения шума диода в сильной степени зависят от нестабильности коэффициента Кп.у поэтому его необходимо периодически проверять.
Также следует отметить, что уровень шумов диодов значительно меньше транзисторных. Некоторые особенности имеются при измерении шума мощных транзисторов. Как правило, здесь используется импульсный метод измерения. Схема включения мощных транзисторов по 3 приведена на рис.4. Описание схемы и процедуры измерения шума подробно дается в 3 Разработаны измерители шумов ИС, в частности, структурная схема одного из них по 3 имеет следующий вид.рис.5 Описание работы данной структурной схемы приводится в 3. 6.