Посилення - дуже слабкий сигнал - Велика Енциклопедія
Посилення – дуже слабкий сигнал
Посилення дуже слабкого сигналу може виявитися марним, оскільки шум посилюватиметься одночасно з сигналом. Потреба у вимірі дуже слабких світлових потоків існує, наприклад, в астрофізиці. [1]
Посилення дуже слабких сигналів пов'язані з важливими труднощами, зумовленими тим, що рухомі носії заряду у будь-якому підсилювальному приладі перебувають у стані безперервного хаотичного руху. Цей рух створює певний кінцевий рівень флюктуації струму та напруги. Посилення сигналів стає скрутним, коли їх потужність можна порівняти з потужністю хаотичних флюктуації струму і напруги в підсилювальному приладі, оскільки сигнал стає погано помітним на рівні цих флюктуації. [2]
При посиленні дуже слабких сигналів, як і лампових підсилювачах, можуть стати помітними шуми вхідного каскаду. Потужність цих шумів, на відміну лампових, залежить від частоти, зменшуючись із зростанням її. [3]
Але одного сіткового зміщення недостатньо, і для посилення дуже слабких сигналів необхідно ще більше знизити сітковий струм. Є спеціальні електрометричні лампи з дуже малим сіточним струмом 1СН3 – 10 – 14 а. На вході таких ламп можна ставити дуже великі опори порядку 10 ом, що дає можливість вимірювати нікчемні фотоструми 10 - 12 а і менше. Хоча крутість електрометричних ламп менше, ніж у звичайних, вони дозволяють отримувати великі посилення струму за рахунок дуже великого вхідного опору. [5]
Але одного сіткового зміщення недостатньо, і для посилення дуже слабких сигналів необхідно ще більше знизити сітковий струм. Є спеціальні електрометричні лампи з дуже малим сіточним струмом 10 – 13 – 10 – 14 а. На входітаких ламп можна ставити дуже великі опори порядку 1011 ом, що дає можливість вимірювати нікчемні фотоструми 10 - 12 а і менше. Хоча крутість характеристики електрометричних ламп менше, ніж у звичайних, вони дозволяють отримувати великі посилення струму за рахунок дуже великого вхідного опору. [7]
В даний час, незважаючи на успішне вирішення завдання посилення дуже слабких сигналів, є низка труднощів. До них відносяться питання точності, стабільності, спрощення схем, надійного захисту від зовнішніх обурень та внутрішніх перешкод тощо. Тому завдання збільшення вихідної потужності є цілком актуальним. При Рм const та інших рівних умовах га-кратне збільшення чутливості дає збільшення Ряя і т] в га2 разів. [8]
Хоча балансні схеми істотно знижують дрейф нуля, але посилення дуже слабких сигналів цього може бути недостатньо. У таких випадках застосовують схеми УПТ із перетворенням постійної напруги на змінну. Стр уктурна схема підсилювача з перетворенням наведена на рис. 4.63. Фактично перетворення полягає в модуляції напруги низької частоти вхідним сигналом, що повільно змінюється. Промодулированное напруга посилюється звичайним підсилювачем змінної напруги та детектується. [9]
Квантові підсилювачі мають велике майбутнє у тих важливих галузях радіотехніки, де потрібне посилення дуже слабких сигналів. [10]
Накопичувач сигналів є системою запам'ятовування і підсумовування сигналів ядерного резонансу і служить посилення дуже слабких сигналів , які виходять межі шуму приладу. При багаторазовому проходженні спектру випадкові шуми не збігаються по амплітуді і при підсумовуванні усереднюються, тоді як сигнали ( навіть дуже слабкі) накопичуються і таким чином виходять замежі шуму. [11]
Опір вхідного ланцюга транзисторного підсилювача невеликі та їх впливом геть рівень теплових перешкод слід враховувати лише за посиленні дуже слабких сигналів ; в підсилювачах стежать систем воно зазвичай не береться до уваги. Розрахунок безтрансформаторного вхідного пристрою такого підсилювача зводиться до вибору величини розділової ємності Ссв (якщо вона включається) та параметрів схеми амплітудного обмежувача. [12]
Лінійні спотворення (рис. 1.8) обумовлені впливом реактивних елементів підсилювача – конденсаторів та котушок, опір яких залежить від частоти. Ці спотворення є і в лінійному підсилювачі, наприклад, при посиленні дуже слабких сигналів, коли нелінійність активних елементів підсилювача можна не враховувати. [13]
Малі електронні струми, створюють відповідно малі падіння напруги на навантаженні, вимагають реєстрації чи перетворення значного посилення, що викликає великі технічні труднощі. Ці проблеми пов'язані в першу чергу з великим рівнем власних шумів підсилювального пристрою, що обмежує можливість посилення дуже слабких сигналів, а також значними спотвореннями сигналів під час посилення. [15]