Нижняя граница полосы пропускания шумов довольно неопределенна, поскольку она определяется разделительной емкостью на входе вольтметра или осциллографа. Однако это не имеет большого значения в диапазоне частот, где преобладает белый шум (разд. 12.1.6). Пологий спад частотной характеристики фильтра на верхней границе полосы пропускания шумов приводит к расширению этой полосы в я/2=1,57 раза вплоть до значения 1/4Сф/?ф.

Вспомогательный усилитель Ai облегчает выполнение условия /с>10 кГц, обусловливающего независимость измеренного значения от динамических свойств проверяемого усилителя (разд. 12.3.1).

Измерительная установка экранируется от наводок на шины питания и от радиопомех. Перед началом измерения полезно оценить уровень наводок. После того как измеряемый усилитель будет вынут из разъема, отклонение стрелки вольтметра не должно превышать одну треть от первоначального значения.

Верхняя частота среза вольтметра должна по меньшей мере в три раза превышать интересующую нас полосу пропускания шумов, и вольтметр не должен вызывать искажений при амплитудном факторе (отношении амплитуды к среднеквадратичному значению) от 2 до 4. Это требование может быть трудно выполнимым при использовании вольтметра с выпрямителем и встроенной защитой от перенапряжения. Такой вольтметр имеет предохранительное устройство, которое изменяет диапазон измерения так, что измерение производится приблизительно в середине шкалы. Необходимо внимательно, при большой яркости луча, обследовать получаемую осциллограмму, чтобы не пропустить случайные большие выбросы (рис. 5.6,6).

5,1.6. Входные токи шумов

Измерение токов шумов ОУ - трудная задача. Практическая схема для измерения тока низкочастотных шумов в полосе частот 0,01-1 Гц показана на рис. 5.7, а, б. При прохождении тока шумов через резистор R этот ток преобразуется в падение напряжения, которое затем фильтруется, фиксируется на ленте самописца и оценивается аналогично тому, как это делалось в предыдущем измерении.

Измерение тока шумов биполярного ОУ не представляет трудностей. Единственное и легко выполнимое условие состоит в том, чтобы падение напряжения ImR преобладало над напряжением шумов Еш и напряжением тепловых шумов, генерируе-мых самим резистором i?. Обычно это условие вьшолняется, ес-ли положить 7?= 10--ШО МОм.

Осциллогра(р Самописе!.

«вых Осаиллогра(р Самописец

Экранирующая оплетка

Биполярный

16 пА

С ПТ-входом

Рий. 5.7 Схемы измерения низкочастотного тока входных шумов /~ш (а) н /+ш (б) в полосе частот 0,01-1 Гц и графики токов шумов биполярного ОУ

и ОУ с ПТ-входом (е). Измерительная установка должна быть очень хорошо экранирована, а питание на нее яужно подавать либо от ие вносящего шумов источника питания, либо от батарей. Иамереиие тока шумов ОУ с ПТ-входом желательно производить в течение нескольких часов. При измерении шумов электрометрического ОУ импульсные иаводкн можно подавить, надев на электрометрический (высокоомиый) резистор и на соответствующий аход ОУ экранирующую оплетку. В обеих схемах при измерении биполярного ОУ

У? = 10-100 МОм, а при измерении ОУ с ПТ-входом R=0,l-l ТОм. S схеме а. "выхш при 1-»-4кТ 1 TixJR, 1/4СдЛ»1 Гц; в схеме б;

"bux-+uiI при I+»EJR, /+„»у4ЙГ.1 Гц/У?, 1/4 (С+,„„ф + Cg)«» 1 Гц.

В противоположность биполярному ОУ реализация измерения ТОКОВ шумов ОУ с ПТ-входом ограничена. При отсутствии должного опыта и внимания измеренное значение тока шумов может на несколько порядков превышать фактическую величину.

Если выходное напряжение должно отображать ток шумов 1пь а не тепловой шум токочувствительного резистора R, то величина его сопротивления должна быть (парадокс!) очень велика (разд. 12,2.3). Это довольно плохо, поскольку паразитная емкость этого сопротивления Cr (при измерении /"ш) или синфазная входная емкость ОУ С+синф (при измерении /+ш) могут сузить полосу пропускания шумов до величины порядка 1 Гц. Рекомендуемые компромиссные значения номинала токочувствительного резистора в этих условиях составляют 0,5 и 0,2 ТОм для измерения Im и /+ш соответственно.

При проведении данного измерения очень важна практическая сторона дела. Ток шумов может быть замаскирован наводимыми шумами, куда дают свой вклад все факторы, отмеченные в разд. 12.4. В этих условиях абсолютно необходимо совершенное электростатическое экранирование всего измеряемого ОУ.

Чтобы дать представление о ситуации, заметим: поступление ничтожно малого заряда 0,1 пКл через емкостную связь на инвертируюший вход ОУ и накопление его паразитной емкостью резистора обратной связи Сл = 0,3 пФ (рис. 5.7, а)