Шумы электронных приборов. Надежность электронных приборов

Шумы и надежность электронных приборов.

Система обозначений интегральных микросхем.

Условное обозначение интегральной микросхемы состоит из 4-х элементов.

Первый элемент – цифра, соответствующая коструктивно - технологической группе.

1,5,6,7 – полупроводниковые интегральные микросхемы;

2,4,8 – гибридные микросхемы;

3 – пленочные, вакуумные и керамические интегральные микросхемы.

Второй элемент – порядковый номер разработки серии 00 – 99 или 000 – 999.

Третий элемент – подгруппа и вид микросхемы.

Четвертый – порядковый номер разработки данной серии микросхем.

Дополнительная буква в начале 4-х элементного кода указывает на особенность конструктивного исполнения:

Р – пластмассовый корпус ДИП;

А – пластмассовый планарный корпус;

Е – металлополимерный корпус типа ДИП;

С – стеклокерамический корпус типа ДИП;

И – стеклокерамический планарный корпус;

Н – керамический «безвыводный» корпус.

К – микросхемы широкого применения.

Через дефис после обозначения указывается цифра, характеризующая модификацию конструктивного исполнения:

1 – с гибкими выводами;

2 – с ленточными (паучковыми) выводами;

3 – с жесткими выводами;

4 – на общей пластине;

5 – наклеенные на пленку;

6 – с контактными площадками без выводов;

7 – бескорпусные полупроводниковые микросхемы.

Шумы в электронных лампах проявляются в виде пульсирующего напряжения, когда напряжение на аноде постоянно, а сигнал отсутствует.

Причиной пульсаций анодного тока являются:

- дробовой эффект – неравномерность испускания катодом электронов за равные очень маленькие промежутки времени;

- неравномерное во времени распределение тока катода по электродам лампы;

- вторичная эмиссия электронов с электродов лампы, имеющих положительный потенциал;

- мерцание катода – неравномерность распределения эмиссионной способности катода по его поверхности, которая измеряется по времени;

- ионизация молекул в лампе – тепловой шум (хаотичное тепловое движение НЗ в объеме проводника или полупроводника).

Шум электронной лампы оценивается эквивалентным тепловым шумом сопротивления Rтш, как бы включенным между катодом и сеткой. Это сопротивление зависит от параметров лампы и режимов ее работы. Собственный шум лампы возрастает с увеличением числа сеток, поэтому многосеточные лампы обладают наибольшим шумом.

Шумы биполярных транзисторов представляют собой малые, беспорядочные колебания тока коллектора около своего среднего значения, влияют на работу усилителя и состоят из тепловых, дробовых и избыточных шумов.

Шумовые свойства всех электронных приборов (ламп, транзисторов, диодов и т.д.) характеризуются коэффициентом шума:

Рвх / Ртш

Кш = --------------

Рвых / Рш пол, где

Рвх и Рвых – входная и выходная мощности полезного сигнала;

Рт ш – мощность тепловых шумов на выходе;

Рш пол – полная мощность шума на выходе.

Шумы полевых транзисторов в основном состоят только из тепловых шумов, поэтому величина общего шума данных приборов гораздо ниже чем в электронных лампах и биполярных транзисторах.

Основным качественным показателем электронных приборов является надежность их работы.

Надежность – это свойство системы, связанное с ее безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью, обеспечивающих выполнение заданных функций.

Безотказность – свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации. Данное свойство характеризуется вероятностью безотказной работы:

N – n

P= ----------

N, где

Р – вероятность безотказной работы;

n – количество отказавших приборов за определенный промежуток времени;

N – общее количество работающих приборов.

И интенсивностью отказов:

n

А = ----------

(N – n) t

Отказы (нарушение режимов работы, изменение параметров приборов) можно разделить на: катастрофические (связанные с полной потерей работоспособности прибора, в следствии недостатка конструкции или нарушения технологии) и постепенные (связанные с постепенным изменением параметров прибора во времени).

Долговечность – это свойство системы сохранять работоспособность длительное время.

Ремонтопригодность – свойство системы, характеризующееся ее приспособленностью к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей.

У правильно сконструированного усилителя с помощью несложных мер можно преодолеть такие недостатки как наводки, фон и шумы микрофонного эффекта. Таким образом, основными помехами, возникающими в многокаскадном усилителе, будут тепловые шумы и шумы усилительных элементов. Поэтому существует необходимость в повышении отношения сигнал / шум.

С этой целью в усилителях на полевых транзисторах, применяют входной согласующий трансформатор. В широкополосных усилителях используют схемы противошумовой коррекции.

Корректирующий каскад противошумовой коррекции обычно включают после одного или двух каскадов предварительного усиления, для того, чтобы шумы входной цепи входного каскада не воздействовали на ослабленный корректирующим каскадом сигнал на низких частотах и не уменьшил отношение сигнал / шум.

Если отношение сигнал / шум, даваемый схемой противошумовой коррекции, оказывается недостаточным, применяют сложные схемы противошумовой коррекции.

Дата добавления: 2014-01-06