новое значение напряжения Еш или тока /ш шумов за достаточно большой промежуток времени. Первое определение обязано своим возникновением эффекту эквивалентного нагрева, а вот пиковое значение нуждается в некоторых пояснениях.

Вдройтность появления яолоиитвльных амплитуд, превышающих 2,5 J равна 0,62%

Двойное эмплитудни значение 5

Плотность вероятностей Гауссово распределение

Вероятность появле:, ПИЯ отрицательных амплитуд, превышающих 2,5(i, равна 0,62%

Время

Двойное амплитудное значение

Вероятность появления больших амплитуд %

Рис 2 5 Связь между двойным амплитудным и среднеквадратичным значениями напряжения шумов Еш для гауссова распределения •

В таблице даиы значения вероятности выхода амплитуды за определенное пиковое значение, которое задается в виде величины, кратной величине среднеквадратичного

отклонения о

Мгновенные значения амплитуд многих видов шумов подчиняются гауссову (нормальному) распределению (рис. 2.5). Площадь под кривой гауссова распределения, заключенная

Здесь и далее, если не оговорено особо, под пиковым имеется в виду

между двумя амплитудами, представляет собой вероятность того, что некоторое конкретное значение шума попадает в промежуток между этими амплитудами. Хотя вероятность появления шумов с большими амплитудами мала, однако какая-то возможность появления произвольно больших амплитуд сохраняется Для измеряемых значений шумов, не зависящих от наблюдателя, т. е. от времени наблюдения или длительности записи, пиковое значение шумов определяется статистически. Вероятность амплитуд, превышающих данное пиковое значение, равна некоторому определенному значению, выражаемому в процентах.

Таблица на рис. 2.5 дает вероятность появления амплитуд» превышающих некоторые пиковые значения гауссовых шумов, выраженные в единицах, кратных среднеквадратичному отклонению (эффективное значение) а. Для быстрой прикидки запомните, что пиковое значение шумов приблизительно в 5 раз больше среднеквадратичного; при этом существует вероятность 1%, что будут наблюдаться амплитуды, превышающие оговоренное значение. Для сравнения: пиковое значение синусоидального колебания в 2У2л:;2,8 раза больше эффективногоа у колебаний треугольной формы это соотношение равно 2уЗл;;3,5,

Спектральные плотности вш и 1ш входных напряжения £ш и тока /ш шумов выражают в дифференциальной форме частотную зависимость среднеквадратичных значений и /ш в определенном диапазоне частот f:

e\=dE\/df, t\=dPjdf. (2.5а)

Спектральные плотности еш и im имеют размерности соответственно В/уГц и А/УГц.

Зная частотную зависимость этих двух спектральных плотностей бш и 1ш в виде аналитического выражения, в прафической форме или по крайней мере в виде двух дискретных значений,, можно определить среднеквадратичное значение шума в определенной полосе частот (fi, /2) путем аналитического или численного интегрирования:

E\e\df, I\:jidf. (2.56)

/1 h

В дополнение к собственным шумам, которые мы до сих пор рассматривали, существуют интерференционные шумы (шумы помех). Они имеют внешние причины, как-то: пульсации и шумы питания; емкостная и индуктивная наводки с шин питания, от насыщенных трансформаторов, радиостанций, высокочастотных индукционных печей и искрящих переключателей; утечки до ппнерунпрти пчятн-й плпт"; ттг р к-путтур?" inPTiT"

ления. Шумы помех характеризуют не сам по себе операционный усилитель, а скорее, всю опе)рационную схему, находящуюся в конкретной окружающей среде, создающей помехи.

2.1.4. Коэффициент усиления без ОС. Дифференциальное входное сопротивление и выходное сопротивление

Три мультипликативных параметра А, R, Rbux имеют одну общую особенность. Можно сделать так, что их присутствие в операционном уравнении совсем не будет ощущаться; для этого достаточно просто увеличить коэффициент усиления без обратной связи А Это следует непосредственно из линейной модели. Состояние входных зажимов приближается к идеальному, если внутреннее напряжение ед = -(ивых+/?вых1вых)/Л и внутренний ток ед ?д оба стремятся к нулю. При А-оо это условие выполняется независимо от величин Яд и Rbhx-

Коэффициент усиления без обратной связи А есть взятое со знаком минус отношение изменения входного напряжения в режиме холостого хода к изменению дифференциального входного напряжения при нулевом синфазном входном напряжении.

Дифференциальное входное сопротивление R есть взятое со знаком минус отношение дифференциального входного напряжения к изменению тока неинвертирующего входа в режиме короткого замыкания.

Выходное сопротивление Rnux - это внутреннее сопротивление выхода операционного усилителя относительно земли. Определение коэффициента усиления, даваемое в каталогах, отличается от вышеприведенного, обычно указывается значение усиления при выходе, нагруженном номинальным резистором нагрузки Rh (разд 2 2). Как будет показано дальше, такое определение объединяет два параметра А и /?вых. Значение коэффициента усиления ненагруженного ОУ без обратной связи можно получить из паспортного значения, умножив.последнее на (l+RuxIRu).

Распространенное толкование дифференциального входного сопротивления как отношения изменения напряжения на инвертирующем входе к изменениям протекающего через этот вход тока при заземленном инвертирующем входе следует рассматривать как полезное приближение. В действительности это отношение представляет собой параллельное соединение дифференциального /?д и синфазного /?~сииф входных сопротивлений. У биполярных операционных усилителей R~cmф на несколько

1 Определенный таким образом коэффициент усиления - число положи-