Устройство для измерения спектральной плотности шумового тока двухполюсников

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения спектральной плотности шумового тока таких двухполюсников, как диоды. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается тем, что эталонный генератор шумового тока выполнен на биполярном транзисторе 1 и введены резистор 2 нагрузки, источник 3 питания, регулируемый источник 4 тока, конденсатор 5. Устройство также содержит усилитель 7, измеритель 8 мощности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (sI)s G 01 R 23/16

IOCVQAPCTBEVHblPI КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4454994/21 (22) 05.07.88 (46) 15.08.91. Бюл. (Ф 30 (71) Вильнюсский государственный университет им. В.Капсукаса (72) Г.Е.Леонтьев, В.П.Пеленскис и В.П.Армонавичюс (53) 621.317.371(088.8) (56) А.Ван дер Зил. Шум (источники, описание, измерения). М.: Сов. радио, 1973, с.33. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ИЗМЕРЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ШУМОВОГО ТОКА ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения спектральной плотности шумового тока таких двухполюсников, как диоды.

Цель изобретения — повышение точности измерений — достигается тем, что эталонный генератор шумового тока выполнен на биполярном транзисторе 1 и введены резистор 2 нагрузки, источник 3 питания, регулируемый источник 4 тока и конденсатор 5.

Устройство содержит также усилитель 7 и измеритель 8 мощности. 1 ил.

0с

О (Ь

tO

1670620

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения спектральной плотности шумового тока таких двухполюсников, как диоды, фотодиоды, стабилитроны и т,п.

Цель изобретения — повышение точности измерений, На чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит биполярный транзистор 1, коллектор которого через резистор 2 нагрузки подключен к источнику 3 питания, эмиттер — к регулируемому источнику 4 тока, а база заземлена и между базой и эмиттером включен шунтирующий конденсатор 5. Измеряемый джвуполюсник 6 вместе с коллекторным вывОдом транзистора 1 подключен к входу малошумящего узкополосного усилителя 7, выход которого подключен к входу измерителя 8 мощности.

Устройство работает следующим образом, Вначале регулируемый источник 4 тока выключают и определяют показания измерителя 8 мощности, равное М и обусловленное шумом измеряемого двухполюсника 6. . !атем включают регулируемый источник 4 тока и устанавливают ток коллектора транзистора 1 такой величины (!»), чтобы показания измерителя 8 мощности стали равными

2M.

Таким образом, использование в устройстве биполярного транзистора 1 в качестве калиброванного генератора шумового тока совершенно аналогично применению в таком качестве шумового диода, только при определении спектральной плотности шумового тока измеряемого двухполюсника 6 вместо тока анода диода !д фигурирует ток коллектора !,, Возможность использования биполярного транзистора в качестве калиброванного генератора шумового тока обьясняется следующим образом, Используя распространенную эквивалентную шумовую схему биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером, можно рассчитать спектральную плотность шумового тока коллектора для общего случая где le — ток базы;

re — сопротивление базы;

Ф - температурный потенциал;

2л — импеданс, включенный между базой и эмиттером;

k — постоянная Больцмана;

5 Т вЂ” абсолютная температура;

q — заряд электрона.

В предлагаемом устройстве между базой и, эмиттером включен шунтирующий конденсатор, емкостное сопротивление ко10 торого берется равным хс (< г в, Учтя также, что в активном режиме г e « Фт / e выражение (1) упрощается: ! „ "") (2)

15 Это выражение имеет ясный физический смысл: первый член в правой части обусловлен дробовым шумом коллекторного тока, а второй член — тепловым шумом базового сопротивления, Из него видно, что

20 при токах коллектора !» «Ф / (2ге) вклад тепловых шумов базового сопротивления мал и оно переходит в формулу Шоттки:

$1» = 2q !». (3)

B диапазоне токов коллектора, где с

25 требуемой точностью выполняется соотношение (3), биполярный транзистор может быть использован как калиброванный генератор шумового тока, спектральная плотность которого однозначно связана с током

30 коллектора, Выражение (2) позволяет оценить граничное значение тока коллектора: !

» < (4) где д — допустимая погрешность в определении спектральной плотности Si,» из-за влияния тепловых шумов базового сопротивления.

Формула изобретения

40 Устройство для измерения спектральной плотности шумового тока двухполюсников, содержащее усилитель, к входу которого подключен эталонный генератор шумового тока, а к выходу измеритель мощ45 ности, отличающееся тем,что,с целью повышения точности измерений, эталонный генератор шумового тока выполнен на биполярном транзисторе, коллектор которого через резистор нагрузки подключен к источнику питания, эмиттер подключен к регулируемому источнику тока, база подключена к общей шине, а между базой и эмиттером включен конденсатор.