* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

§ 7-2] Помехи 225 минимальный уровень принимаемого сигнала в диапазоне 10—300 Мгц. 7-2в Промышленные помехи. Промышлен­ ные помехи создаются утечками высоковольт­ ных линий электропередачи, системами з а ж и ­ гания авиационных и автомобильных двигателей, щетками коллекторов электродвигателей, уста­ новками диатермии и высокочастотного нагрева и т. д. Хотя создаваемые этими источниками помехи не являются случайными, их часто рассматривают как «шумы». Интенсивность таких помех наиболее велика в городах и про­ мышленных районах. 7-2г. Электростатические помехи. Электро­ статические помехи часто возникают при дви­ жении самолета сквозь снег, дождь или в зоне грозовых облаков. В этих условиях самолет может заряжаться до высокого потенциала по отношению к окружающей среде и у острых мест поверхности самолета возникает коронный разряд Коронный р а з р я д создает сильное индукционное поле, в котором электростатиче­ ское поле значительно сильнее магнитного. Электростатические помехи могут быть ослаблены применением электростатически эк­ ранированных рамочных антенн, установкой на самолетах статических р а з р я д н и к о в , которые позволяют накопленному з а р я д у стекать через большое сопротивление, и размещением антенн возможно дальше от мест коронного р а з р я д а . 7-2д Контактные шумы и шумы пробоя изоляции Эти шумы возникают при пробое изоляции или при нарушении мельчайших путей тока в деталях а п п а р а т у р ы . Этот вид помех возникает в некоторых типах сопротив­ лений в дополнение к тепловым ш у м а м . Кон­ тактные шумы и шумы пробоя могут быть ослаблены путем соблюдения надлежащих пре­ досторожностей при изготовлении радиодеталей. 7-2е. Тепловые шумы. Свободные электроны в любом проводнике находятся в непрерывном движении. Это движение вносит случайный характер и является результатом теплового возбуждения. Такое движение электронов соз­ дает на зажимах проводника незначительные напряжения, которые изменяются по случай­ ному закону. Тепловые шумы были обнаружены Джонсоном в 1928 г. и поэтому иногда называ­ ются шумами Д ж о н с о н а . П р и м е р н о в то же время Найквист на основе статистических методов термодинамики п о к а з а л , что эффектив­ ное, т. е. среднее квадратичное значение э.д.с. тепловых шумов, возникающей на любом пол­ ном (комплексном) сопротивлении, определяется выражением г = J R(f)df (7-1) Л где E — средняя квадратичная величина со­ ставляющих спектра э.д.с. тепловых шумов в диапазоне частот от fi до f ; k — постоянная Б о л ь ц м а н а , равная 1,38 X X ΙΟ"*» дж/°К; T — абсолютная температура R K; R(f) — активная составляющая комплекс­ ного сопротивления на частоте f, ом; f — частота, гц. Если активная составляющая полного со­ противления не зависит от частоты, то выраже8 Справочник радиоинженера m s c 1 2 ние (7-1) может быть приведено к более простому виду: E = AkTAfR (7-2) s in f где Δ / =s / — f — полоса частот, гц. Выражения (7-1) и (7-2) показывают, что эффективное н а п р я ж е н и е теплового шума в диа­ пазоне частот от / = 0 до / = оо равно беско­ нечности; однако это неверно. В области очень высоких частот классическая статистическая механика становится неприменимой, и выраже­ ния для шума должны быть пересмотрены на ба­ зе квантовой теории Однако уравнения (7-1) и (7-2) остаются справедливыми до частот по меньшей мере п о р я д к а 6- I O гц *. Эквивалентная схема любого полного со­ противления, рассматриваемого как источник шумов, приведена на рис. 7-2, а. Электродви­ ж у щ а я сила генератора тепловых шумов зависит т о л ь к о от активной составляющей и не зависит от реактивной составляющей полного сопротив­ л е н и я . В ы р а ж е н и я (7-1) и (7-2) показывают, что мощность шума, п р и х о д я щ а я с я на 1 гц (спектральная плотность шума), не зависит от области частот, в которой измеряется шум. 3 x 13 а) Рис. 7-2. $ Эквивалентные ш у м о в ы е с х е м ы пол­ ного сопротивления. а — эквивалентный г е н е р а т о р ш у м о в о й э . д . с ; б — эквивалентный г е н е р а т о р ш у м о в о г о тока. Эквивалентная схема с генератором э.д.с. может быть заменена эквивалентной схемой с генератором тока, приведенной на рис. 7-2, 6. Величина тока эквивалентного генератора оп­ ределяется выражением (7-3): P = AkTAfG m t (7-3) про­ где G— активная составляющая полной водимости Y (см. рис. 7-2, Ö), °=ИЬ^ (7 4) - Источник шума отдает наибольшую мощ­ ность шума в н а г р у з к у при выполнении усло­ вия согласования полных сопротивлений источ­ ника и н а г р у з к и , т . е. когда полное сопротивле­ ние нагрузки является комплексно сопряжен­ ным по отношению к полному сопротивлению источника. Н а и б о л ь ш а я мощность, которая теоретически может быть при этих условиях получена от источника тепловых шумов, равна: P m = UTtf. (7-5) * S. G o l d m a n , Frequency analysis, modula­ tion and noise, p. 394, M c G i a w - H l l l Book Company. Inc., New York, 1948. ( И м е е т с я р у с с к о е и з д а н и е , С Г о л ь д м а н , Гармонический анализ, модуляция, ш у м ы , И н о с т р . л и т е р а т у р а , 1951.)