Struktura

Šumové napětí

Rezistory-šumové napětí

Vlivem nerovnoměrného pohybu elektronů uvnitř materiálu součástky vznikají mezi vývody rezistoru malé, časově nepravidelné změny potenciálu. Pokud se tyto změny zesílí a jako signál se přivedou do reproduktoru, ozve se charakteristický zvuk, který se nazývá šum elektronického obvodu. Příčinou šumu je šumové napětí, které se skládá ze dvou složek – tepelného šumového napětí a povrchového šumového napětí.

Tepelné šumové napětí je dáno vztahem:

U_{sT}^{2}=4k\Theta B_{s}R

kde:

k = 1,38.10-23 J/K (Boltzmannova konstanta);

Θ - absolutní teplota rezistoru s odporem R;

Bš - šiřka kmitočtového pásma, ve kterém se rezistor používá.

Povrchové šumové napětí je závislé na velikosti přiloženého stejnosměrného napětí na rezistor. Udává se v mikrovoltech na jeden volt přiloženého napětí. Efektivní hodnota tohoto povrchového šumového napětí pro metalizované rezistory je asi (0,05 až 1) μV/V. U uhlíkových rezistorů se šumové povrchové napětí vypočítá z následujících vztahů:

Pro rezistory typu I

U_{sP1V}=1+log\frac{R}{1000}

Pro rezistory typu II

U_{sP1V}=5+log\frac{R}{1000}

(Označení typ I nebo II bývá pro jednotlivá provedení rezistoru označeno v katalogu, typ I je z hlediska odporu stabilnější než typ II.)

Celkové povrchové šumové napětí se vypočítá:

U_{sP}=U_{sP1V}\cdot U

Celkové šumové napětí rezistoru se pak určí ze vztahu:

U_{sc}^{2}=U_{sT}^{2}+U_{sT}^{2}

Šumové napětí vzniká na všech reálných odporech, na spojovacích vodičích v zapojení obvodů, na aktivních součástkách atd. Avšak indukční ani kapacitní reaktance nejsou příčinou vzniku šumového napětí. Šumové napětí se přičítá k užitečnému signálu procházejícímu obvodem. Pokud má užitečný signál nízkou úroveň, je těžké ho od šumového napětí odlišit. Z tohoto důvodu je velikost šumového napětí činitelem omezujícím dosažitelnou citlivost elektronických zařízení.

Zdroje

  • KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Logolink