§ 1.5. Шумы в усилителях

При усилении слабых сигналов необходимо учитывать паразитный сигнал в виде помех, возникающих на выходе усилителя даже при отсутствии входного сигнала, когда вход усилителя замкнут накоротко. В отличие от внешних помех, обусловленных случайными сигналами, приходящими на вход усилителя из атмосферы и космоса, такие помехи называются внутренними. К ним относятся: а) тепловые шумы, создаваемые в резисторах схемы при хаотическом тепловом движении носителей зарядов, когда за единицу времени через резистор проходит неодинаковое число электронов; б) шумы транзисторов, основные составляющие которых — тепловой шум, шум, связанный с неравномерностью процессов генерации и рекомбинации зарядов внутри базы; дробовой шум p-n-переходов; избыточный шум (фликкер-шум), создаваемый токами утечки на поверхности p-n-перехода транзистора.

Шумовые свойства усилителей принято оценивать с помощью коэффициента шума . Коэффициент шума равен отношению мощностей полезного сигнала и шума на входе усилителя, отнесенному к отношению мощностей полезного сигнала , и шума на выходе усилителя, т. е.

С учетом (1.3) запишем формулу (1.28) в следующем виде:

Предположим, что внутренние шумы в усилителе отсутствуют, т. е. усилитель идеален по своим шумовым свойствам. Тогда отношения мощностей сигнал/шум на входе и выходе усилителя равны, а коэффициент шума .

и, положив , получим

Таким образом, с помощью коэффициента шума можно также определить, во сколько раз отношение мощностей сигнал/шум на выходе идеального усилителя больше отношения мощностей на выходе реального усилителя.