Общий суммарный шум

Прежде всего, необходимо рассмотреть условия работы прибора и определить виды шумов, которые необходимо учитывать при анализе и расчете.

Одним из важных обстоятельств является распределение спектральной плотности шума по частотам, так как в различных областях спектра электрических сигналов определяющими являются шумы различной природы. Например, для фоторезисторов на самых низких частотах (150-200 Гц) преобладает токовый шум со спектром , на промежуточных частотах основным является генерационно – рекомбинационный шум, а на сравнительно высоких частотах спектральная плотность шума определяется шумом Джонсона (тепловым).

Виды шумов приемников излучения:

1. Тепловой шум возникает вследствие хаотического теплового движения свободных электронов, в результате чего число электронов, движущихся вдоль проводника в одном направлении, не равно числу электронов, движущихся в противоположном направлении (в любой момент времени).

2. Генерационно-рекомбинационный шум обусловлен случайным характером генерации электронов за счет теплового возбуждения кристаллической решетки полупроводника, а также случайным характером рекомбинации этих электронов, т.е. флуктуацией числа и времени жизни носителей.

3. Токовой шум обусловлен случайными изменениями сопротивления полупроводника вследствие различных контактных и поверхностных явлений.

4. Радиационный шум возникает вследствие флуктуаций числа фотонов, эмитируемых источниками излучения и падающих за определенный промежуток времени на приемник; источниками излучения могут быть теплоизлучающие цели, окружающие их фоны и предметы, находящиеся в непосредственной близости от приемника.

5. Температурный шум определяется случайными колебаниями температуры приемника относительно некоторого среднего значения.

6. Дробовой шум возникает вследствие флуктуации во времени потока дискретных частиц, образующих электрический ток.

7. Шум мерцания обусловлен случайными изменениями эмиссии фотокатода.

Средние квадратические значения напряжения шумов рассчитывают по следующим формулам:

; ;

;

; ;

; ,

где - постоянная Больцмана, равная ; - температура приемника, К; - темновое сопротивление приемника, Ом; - рабочий интервал частот, Гц; - напряжение источника питания приемника, В; - сопротивление нагрузки, Ом; - время жизни носителей, с; - концентрация носителей, ; - объем чувствительного материала приемника, ; - частота модуляции лучистого потока, Гц; - среднее значение тока, А; А – постоянный коэффициент; и - коэффициент излучения и площадь излучения цели (объекта); - площадь чувствительной площадки приемника, ; - заряд электрона, ; - постоянная, характеризующая природу фотокатода.

Дата добавления: 2014-01-05