Шум обумовлений тими випадковими флуктуаціями струму, які виникають в будь-якій електронній схемі або її елементі в силу самої природи електрики і над якими розробник схеми не має жодного контролю. Ці флуктуації накладаються на будь-які сигнали, що проходять через ланцюг, і маскують їх. Так само слід розрізняти шуми і перешкоди, під якими розуміють ті небажані сигнали, які потрапляють в схему від зовнішніх джерел. p align="justify"> Електричний сигнал містить в собі дробовий шум, оскільки він є потоком дискретних частинок (електронів), породжених в результаті випадкового квантового процесу детектування оптичного сигналу в фотодіоді. p align="justify"> Спектральна щільність дробового шуму PIN-фотодіода:
[4, стор 348]
А при використанні ЛФД через лавинного множення:
[4, стор 348],
Де - смуга частот, в межах якої спостерігаються флуктуації, а - середнє значення струму, щодо якого відбуваються флуктуації.
Якщо спектральна щільність не залежить від частоти, то шум називають білим.
Всякий розсіює елемент системи зносить шум. Таким чином, будь-який опір в електронній ланцюга призводить до появи теплового шуму (шуму Джонсона), обумовленого випадковим тепловим рухом носіїв заряду. Це рух можна спостерігати у вигляді флуктуації струму в резисторі або відповідних йому флуктуацій напруги на його висновках. Середній квадрат спектральної щільності флуктуацій струму і напруги на опорі R:
[4, стор 349]
[4, стор 349],
Де k - постійна Больцмана, T - температура на резистори.
Очевидно, що тепловий шум - це білий шум.
Остаточне вираження ставлення сигнал-шум на виході підсилювача:
В
[4, стор 353, (повне виведення формули наведено на стор 351-353)]
Де, R - еквівалентний опір, що враховує динамічний опір діода, його ланцюгів зсуву і вхідний опір підсилювача.
З - еквівалентна ємність, що враховує ємність переходів ФД, вхідну ємність підсилювача і паразитні ємності монтажу елементів фотодетектора і підсилювача.
Для зручності подальшого аналізу кожна з п'яти складових шуму в знаменнику позначається буквами а ... д .
Згідно з поставленим завданням, нам пропонується використовувати підсилювач з високим вхідним опором. Якщо погодиться з необхідністю використовувати корекцію і зробити величину R досить великою, то шуми будуть визначатися доданками б, в, д . Яке з цих доданків буде найбільшим, залежить від смуги перекриваються частот і типу використовуваного в підсилювачі вхідного приладу. У цьому випадку відношення сигнал-шум приймає вигляд:
[4, стор 356]
З отр...
