Gesamtrauschen in einem Verstärker mit mehreren Rauschquellen

Ich habe einige Zweifel, wie man das Gesamtrauschen in einer Schaltung bewertet. Die Geräuschbewertungstheorie ist im Internet gut erklärt, es gibt keine spezifischen praktischen Beispiele, die denen ähneln, die ich brauche. Ich werde zum Beispiel den folgenden Verstärker mit gemeinsamem Emitter betrachten:

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Das vorherige Bild zeigt die ideale Schaltung. Nehmen wir nun an, dass:

  • Alle Widerstände sind verrauscht ( Thermal Noise ): Sie können also als ideale Widerstände mit parallelen Stromquellen oder Reihenspannungsquellen dargestellt werden. Zum Beispiel werde ich das Spannungsquellenmodell betrachten.

  • Zwischen Kollektor und Emitter gibt es einen Leckrauschstrom, der durch eine Stromquelle repräsentiert wird.

  • Alle vorherigen Geräusche sind als RMS bekannt

Die gesamte reale Schaltung lautet also:

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Mein Ziel ist es, das Gesamtrauschen am Verstärkerausgang zu bewerten . In dieser Schaltung gibt es viele Rauschquellen. Es hat sich gezeigt , dass in dieser Situation das Gesamtrauschen bewertet werden kann, indem das Quadrat aller Rauschspannungen oder aller Rauschströme summiert und dann die Quadratwurzel gezogen wird. Wir erhalten das gesamte äquivalente Effektivstrom- oder Spannungsrauschen:

ich T Ö T = ∑ k ( ich k 2 )

oder

v T Ö T = ∑ k ( v k 2 )

Aber ich habe diese Zweifel:

I) In diesem Fall gibt es keine einfache Verbindung (seriell oder parallel) zwischen Rauschquellen. Ist es in jeder Situation richtig (also auch in diesem Fall), die vorherige Gleichung anzuwenden, um das Gesamtrauschen zu finden?

II) In diesem Fall gibt es sowohl Strom- als auch Spannungsquellen. Natürlich kann ich Spannungsmodelle der Widerstandsserie in Parallelstrommodelle umwandeln. Aber angenommen, ich behalte die Situation so im Bild: Wie können wir die vorherige Gleichung anwenden?

III) Wenn ich den Gesamtrauschstrom (rms) ausgewertet habe, wie kann ich ihn meinem Signal hinzufügen? Ich würde dieses Verfahren durchführen:

  • Betrachten Sie die ideale Schaltung ohne Rauschquellen.
  • Finden Sie das Norton- oder Thevenin-Ersatzschaltbild, um es wie eine Signalspannungsquelle oder eine Stromspannungsquelle darzustellen
  • Fügen Sie dem Signalidealmodell den zuvor gefundenen Rauschbeitrag hinzu.

In diesem Fall ist dies ein Spannungsverstärker, also kann er durch eine Spannungsquelle mit einem Reihenausgangswiderstand dargestellt werden:

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Nun, nachdem ich das gesamte Spannungsrauschen mit der Gleichung gefunden habe:

v T Ö T = ∑ k ( v k 2 )

Ich kann diese Rauschspannungsquelle in Reihe zu meiner idealen Ersatzschaltung hinzufügen:

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Ist diese Analyse richtig?

IV) Wenn die vorherige Analyse richtig ist, habe ich eine Signalspannungsquelle und eine Rauschspannungsquelle. Letzterer wird durch seinen Effektivwert ausgedrückt. Wie kann ich diese Situation bewältigen? Soll ich es wie einen zeitlich konstanten Mittelwert behandeln?

Antworten (1)

Ich beantworte nur Punkt (1). Lärm macht hinzufügen; Sie können also eine RMS-Summe verwenden, um Rauschspannungen hinzuzufügen. (Jede Spannung quadrieren, addieren und die Wurzel aus der Summe ziehen.

ABER...

alle Quellen müssen auf die gleiche Verstärkung normalisiert werden. Also kannst du:

  1. RMS addiere V1, V2, multipliziere dann mit der Verstärkung A von TR1, dann addiere RMS das und v3

  2. scale V1,V2 by A, dann RMS sum ... sqrt((A.V1)^2 + (A.V2)^2 + V3^2)

  3. Skalieren Sie V3 mit 1/A und dann die RMS-Summe mit V1, V2, wenn Sie das eingangsbezogene Rauschen benötigen.

Danke für deine tolle Erklärung. Also: Rauschquellen, die mit demselben Knoten verbunden sind, können mit Effektivsummen addiert werden, während Rauschquellen, die mit verschiedenen Knoten verbunden sind, auf die gleiche Weise summiert werden können, aber mit der Verstärkung zwischen diesen beiden Knoten gewichtet werden, richtig?
Ist es auch richtig, wenn ich Stromrauschen verwende und der Bamolifier ein Spannungsverstärker ist?
Angenommen, Sie skalieren Strom auf Spannung (oder umgekehrt) mit der richtigen Impedanz, ja.
Gesamtrauschen in einem Verstärker mit mehreren Rauschquellen
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