Дробовой шум

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Дробово́й шум — беспорядочные флуктуации напряжений и токов относительно их среднего значения в цепях электрических и электронных устройств, обусловленные дискретностью носителей электрического заряда — электронов, ионов. Перемещение каждого носителя заряда в цепи — например, электрона сопровождается всплеском тока в цепи.

В отличие от теплового шума, вызванного тепловым движением электронов, дробовой шум не зависит от температуры.

Дробовой шум проявляется, например, в виде характерного акустического шума в динамике радиоприёмника, в виде «снега» на экране телевизора[источник не указан 1023 дня], помех, так называемой «травки» на радиолокационном индикаторе и т. п.

Дробовой шум — основная составляющая внутренних шумов большинства радиоэлектронных устройств, которые приводят к аддитивному искажению слабых полезных сигналов и ограничивают отношение сигнал/шум чувствительных электронных усилителей.

Термин «дробовой шум» (а также дробовой эффект) возник в связи с тем, что благодаря ему в громкоговорителе, подключённом к выходу усилителя или радиоприёмника, появляется акустический шум, воспринимаемый ухом напоминающий как шум сыплющихся дробинок.

В электронно-вакуумных приборах (ЭВП) флуктуации тока возникают на поверхности эмиттирующего электроны катода вследствие статистического характера эмиссии электронов и дискретности их заряда.

Спектральная плотность тока катода Sω(I) дробового шума при работе ЭВП в режиме насыщения определяется соотношением Sω(I) = eI0 (формула Шоттки), где е — заряд электрона, I0 — постоянная составляющая тока. Спектр дробовых шумов флуктуации анодного тока, обусловленных дробовым шумом тока катода, имеет равную спектральную плотность мощности до весьма высоких значений частот (до частот, на которых становится существенно время пролёта электрона от катода к аноду).

В силу теплового разброса скоростей электронов дробовой шум всегда сопровождается флуктуациями не только тока, но и других характеристик электронного потока.

Электрические шумы, родственные дробовому шуму в ЭВП, наблюдаются и в полупроводниковых приборах. В последних различают дробовые шумы, вызванные флуктуациями дрейфа носителей заряда, и шумы, вызванные флуктуациями диффузии носителей заряда.

Среднюю величину сигнала и его дисперсию на выходе линейной системы, на вход которой поступает дробовой шум, можно вычислить, пользуясь теоремой Кэмпбелла.

Литература[править | править вики-текст]

  • Мак-Доналд Д. Введение в физику шумов и флуктуаций, М., Мир, 1964

См. также[править | править вики-текст]