|
Toshkent davlat transport universiteti
|
| bet | 96/125 | | Sana | 16.11.2023 | | Hajmi | 4,71 Mb. | | #99646 |
Bog'liq ENG SO\'NGGI Birinchi qism tipografiya uchun (1)13.7-rasm. Kontur shovqini
U bitta erkinlik darajasiga ega, ya’ni chiziqli tenglama bilan ifodalanadi.
Fizika kursidan ma’lumki, tizimning har bir erkinlik darajasiga bo’lgan o’rtacha energiya to’g’ri keladi. Bizning tizim uchun u ko’rinishida ifodalanadi. Undan zanjir klemmalaridagi kuchlanish o’zgarishining o’rtacha kvadratik kattaligini aniqlaylik:
(13.6)
Bunda k =1,38·10-23 -Bolsman doimiysi.
T - absolyut temperatura.
Zanjir klemmalaridagi kuchlanishning o’zgarishi, yuqorida aytilganiga binoan, uning rezitiv qarshiligi o’zgarishi tufayli sodir bo’ladi. Bizning holda zamjirning qarshiligi kompleks kattalik, ya’ni = R(ω) + jX(ω). Shuning uchun ning o’zgarishi ning R(w) rezitiv tashkil etuvchisining o’zgarishi hisobiga hosil bo’lishi kerak. Uning to’liq qiymati quyidagicha ifodalanadi:
(13.7)
Buidan sig’imning kattaligini topib (13.6) ifodaga qo’ysak, u quyidagi ko’rinishga keladi:
(13.8a)
Bu ifoda Naykvist formulasi deb ataladi. U kuchlanishning flyukturatsiyasi haqiqatan ham zanjirning rezistiv qarshiligi R(ω) va muhitning T temperaturasiga bog’liq ekanini ko’rsatadi.
Odatda har bir kuchaytirgich signallarning ma’lum bir chastota oralig’ini, ya’ni Δω= ωv-ωn sohasini kuchaytirish uchun mo’ljallab yasaladi. Shuning uchun (5.66a) ifodani ana shu chastotalar oralig’i uchun integrallash yetarli bo’ladi. Bundan tashqari, ωRC< =4KTRΔf (13.8b)
Bunda Δf - kuchaytirgichning o’tkazish sohasi.
Demak, shovqinning kuchlanishi flyuktuatsiyalarning ayrim chastotasiga emas, balki spektrdagi barcha tashkil etuvchilarga birdek bog’liq ekan.
Ko’pincha qurilmaning shovqin xususiyatlarini aniqlashda uning effektiv o’tkazish sohasini shovqin spektrining sohasiga teng deb olinadi. Shuning uchun qurilmaning o’tkazish sohasi qancha tor bo’lsa, shovqin kuchlanishi ham shuncha kichik bo’ladi. Lekin shovqinning kuchlanishi qurilma o’tkazish sohasining absolyut qiymatigagina emas, balki uning qanday chastotalarga to’g’ri kelishiga ham bog’liq. O’tkazish sohasi qancha yuqori chastotalar sohasiga to’g’ri kelsa, shovqin kuchlanishi ham shuncha kichik bo’ladi, chunki chastota ortishi bilan rezistiv qarshilik kichrayib boradi. Shuning uchun (133.b) ifoda o’z kuchini yo’qotadi. Bu holda (ya’ni yuqori chastotalar sohasida) shovqin kuchlanishining kvant mexanikasi bo’yicha ifodasidan foydalaniladi:
=4kTRP(f)df (13.9)
Bunda R (f)-Plank ko’paytmasi deyiladi va quyidagicha ifodalanadi:
(13.10)
h = 6,63·10-34 J*s -Plank doimiysi.
Agar bo’lsa P(f) = 1 bo’ladi va (13.9) ifoda (13.8b) ko’rinishiga keladi.
Elektron asboblardagi shovqinga tranzistorlardagi shovqin misol bo’ladi. Ular uyg’onish-so’nish va diffuziya shovqinlaridir.
Uyg’onish-so’nish shovqini p-n o’tishda elektron- kavak juftining hosil bo’lishi va rekombinatsiyalanishi bilan bog’liq. U p-n o’tishda harakatlanuvchi tok tashuvchilarning zichligi o’zgarishiga olib keladiki, buning natijasida tok flyuktuatsiyasi hosil bo’ladi. Shuning uchun bunday shovqin generatsiya - rekombinasiyalanining shovqini ham deyiladi.
Shovqinning ikkinchi turi - diffuziya shovqini tabiati jihatdan yuqorida ko’rilgan issiqlik shovqinidan iboratdir. Binolyar tranzistorlarda u baza qarshiligida shovqin kuchlanishi hosil bo’lishi bilan tushuntiriladi. Bipolyar tranzistorlardagi asosiy shovqinlardan yana biri p-n o’tishda hosil bo’ladigan sochilish shovqinidir. U tok tashuvchilarning p-n o’tish potensial to’sig’ini yengib o’tishidagi flyuktuatsiyasidan hosil bo’ladi.
Unipolyar tranzistorlar uchun kanalda hosil bo’ladigan issiqlik shovqini va zatvor zanjiridagi sochilish shovqini asosiy hisoblanadi.
Kuchaytirgichlarda shovqinning mavjudligi kuchaytirish koeffitsientining kattaligiga qarab ularni biror maqsad uchun yaroqliligini baholash imkonini bermaydi. Bu holda absolyut (chegaraviy) sezgirlik tushunchasidan foydalaniladi. U son jihatdan birday quvvatli signal va shovqinnpng o’zaro nisbati birga teng bo’lgan hol bo’lib, foydali signalning shovqin to’plamidan ajratib olinishi mumkin bo’lgan chegarani ifodalaydi. Lekin bu kattalik shartli miqdor bo’lgani uchun kuchaytirgichni sifat jihatdan baholaydi, xolos.
Kuchaytirgichlarning shovqin xususiyatlari shovqin koeffitsienti degan kattalik orqali xarakterlanadi va kirish va chiqish shovqinlari «oq» shovqin bo’lgan hol uchun aniqlanadi.
Shovqin koeffitsienti deb kuchaytirgichning kirishidagi signal va shovqin quvvatlari nisbatining uning chiqishidagi shunday ifodaga bo’lgan nisbatiga aytiladi:
(13.11)
U kuchaytirgichning chiqishidagi (yuklamadagi) signal quvvatining shovqin quvvatiga nisbati kuchaytirgich kirishidagi foydali signal uchun olingan shunday nisbatdan necha marta kichik ekanini ko’rsatadi.
Agar kuchaytirgichda flyuktuatsiyalar bo’lmaganda edi, ya’ni kuchaytirgich ideal bo’lganda edi, signalning shovqinga nisbati kuchaytirgich kirishi va chiqishida bir xil bo’lib, shovqin koeffitsienta F = I bo’lar edi. Ammo real kuchaytirgichlarda hamma vaqt shovqin mavjud bo’lgani uchun u F>I bo’ladi. Shunga ko’ra, shovqin koeffitsienti kuchaytirgichda hosil bo’ladigan shovqinlar uning chiqishida necha marta ortib chiqishini ifodalar ekan.
Ko’p kaskadli kuchaytirgichlarda tizimning kirishiga signal bilan birga ta’sir etadigan shovqin barcha kuchaytirish pog’onalarida ketma-ket kuchaytirilib boradi. Shunga ko’ra, uning shovqin koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi:
(13.12)
(13.12) ifodadan ko’rinadiki, natijaviy shovqin koeffitsientiga kuchaytirgichning birinchi va ikkinchi kuchaytirish pog’onasining hissasi eng katta bo’lar ekan. Shuning uchun ko’p kaskadli kuchaytirgichlarda boshlangich kuchaytirish kaskadi kam shovqinli va kuchaytirish koeffitsienti katta qilib olinsa, natijaviy shovqin koeffitsienti kichik bo’ladi.
Shuni aytish kerakki, kuchaytirgichlarning ichki shovqinga ega bo’lishi ularning o’tkazish sohasini tanlash erkinligini chegaralab qo’yadi. Bunda qarama-qarshilik mavjud shovqinni kamaytirish uchun o’tkazish sohasini toraytirish talab qilinsa, signalni buzilmagan holda kuchaytirilishi uchun uning yetarlicha keng bo’lishi talab qilinadi. Kuchaytirgichning o’tkazish sohasi torayishi bklan signalning shakli buzila boshlaydi va uning amplitudasi kichrayadi. Bu signal shovqin nisbatining yomsnlashishiga olib keladi. Utkazish sohasi kengayti- rilsa, signalning amplitudasi o’zgarishsiz qoladi, lekin zararli ta’sirlar sathi ko’tariladi va u yana signal shovqin nisbatining yomoilashishiga olib keladi. Shuning uchun kuchaytirgichlarning o’tkazish sohasini tanlashda kelishuvchilik qilinadi, ya’ni u shunday tanlanadiki, signal buzilishlari ma’lum qiymatdan ortmasligi va uning amplitudasi o’zgarishsiz qolishi kerak.
|
| |
