+ 15В Г-о-

100 Ом

-,n.,.,m иопча настройки Гтанталовый

ШОкОм 53к0м 5мкФ

нуля Кл

Вспомогательный 0V ПТ-входом

) мкфТ Полосовой фИ HF-to,o(-i Гц

tfl .i.jin

Осциллограф Самописец 0,1-10 мВ/см

5,2 мкВ

Рис. 5.5. Схема (а) и графические результаты (б) измерения низкочастотного

напряжения входных шумов в потосе частот 0,01-1 Гц В диапазоне проявления шумов вида 1 интегральное напряжение шумов зависит от отношения /j/f, (.3,= 4- I) E-IOOO при E»I-iR, \\ R,),

£ш»у4АГ(«, II й2) 1 Гц, Ло»1000.

(лля усилителей с ПТ-входом). Если чувствительность самописца недостаточна, можно увеличить усиление до 10000, изменив номинал 2 на 1 МОм. Следует использовать источники питания с хорошей стабилизацией и фильтрацией, а вся измерительная схема должна быть экранирована от внешних шумовых наводок и случайных флуктуации воздуха, которые могут вызывать появление термо-э.д с, неотличимых от низкочастотных шумов. Если нам нужна полная уверенность в том, что мы записываем только собственные шумы ОУ (отдельные выбросы на ленте самописца могут возникать от искрения контактов близко расположенных переключателей), то лучше питать схему от ба- т:а рей или проводить запись в нерабочее время.--

Величина интегрального напряжения шумов в диапазоне шумов вида 1 , на который и попадает данное измерение, определяется отношением верхней и нижней границ полосы пропускания шумов и не зависит от их абсолютных значений. Нерезко выраженные границы полосы пропускания шумов (ввиду аппроксимации идеального полосового фильтра простым фильтром, показанным на схеме) не вносят сколько-нибудь значительной ошибки (разд. 12.1.6). Однако при выборе самописца имеет смысл убедиться, что частота среза его не менее 3 Гц, а гистерезис (нечувствительность пера из-за сухого трения) не превышает 10% амплитуды записываемых сигналов. Если не обращать внимания на эти детали, то мы можем получить хорошие результаты, не соответствующие действительности. Следует также проверять шкалу записи при помощи параллельно включенного вольтметра.

Процедура измерения заключается в следующем. Усилитель вставляют в разъем, ключ (Кл) замыкают (это ускоряет заряд конденсатора Сфг) и выжидают некоторое время, пока не пройдет переходный процесс. После установления теплового равновесия (убедиться в этом можно, размыкая на время ключ - при этом не должен проявляться дрейф базовой линии) перо опускают на бумагу, включают временную развертку и размыкают ключ. Длительность записи выбирается обычно равной 100 с. Затем производится отсчет двойного амплитудного значения (рис. 5.5, б). Большие выбросы, вызываемые наводками, в расчет не принимаются.

Последовательное измерение большого числа усилителей при помощи ленточного самописца - долгое и скучное занятие; для этой цели лучше использовать запоминающий осциллограф. При этом обычно выбирается полоса пропускания шумов, занимающая две декады -от 0,1 до 10 Гц, а период наблюдения сокращается до 10 с [1].

Широкополосное напряжение шумов в полосе частот 10 Гц- 10 кГц измеряется по схеме, показанной на рис. 5.6, а. Усиленное напряжение шумов фильтруется фильтром нижних частот Сфкф, усиливается вспомогательным усилителем А\ и измеряется вольтметром, показывающим эффективное значение шумов, или же при помощи осциллографа (в этом случае измеряется двойная амплитуда шумов). В качестве чисто практического правила запомните, что отношение действующего (эффективного) к двойному амплитудному значению составляет приблизительно 1 :5. В качестве замены вольтметра для измерения эффективных значений напряжения можно использовать обычный вольтметр переменного тока с выпрямителем, однако его показания должны быть умножены на коэффициент ТДЗ [2, с. ЗОТр-:-

+15 в ""iOOOm

Л-Танталавый

Вспомогательный 0V

Ч-10-кГи. фипыр ЮмкФ Тантаповый

дкОм

усиление xlO

Экранирующий кожух

~ Осциллограф Милливольтметр Эфф. значений

i 2мк8/см

)мкс/см

Рис. 5.6. Схема измерения тирокополосного напряжения входных шумов (а), проводимого в полосе частот 10 Гц-10 кГц, и осциллограммы напряжения шумов биполярного ОУ и

ОУ с ПТ-входом (б). В диапазоне белого шума полоса пропускания шумов определяется верхней частотой 1/4Сф/гф=10 кГц. Значение нижней границы полосы пропускания не имеет значения, даже если она попадает в диапазон шумов вида 1/f. При измерении шумов быстродействующих ОУ и ОУ с внешней частотной коррекцией (f(>10 МГц) вспомогательный усилитель А\ можно исключить из схемы; при этом требуемый коэффициент усиления, равный 1000, можно установить, выбрав величину сопротивления R = 100 кОм. "еых=0(Л2/«1 + 1)£„=1000 £„ при II J?2), Яш»

»у46Г(У?, II кГц, fp»

»10 кГц.