רעש כאשר: joule k הערות: ב- e. כאשר: כלומר: dt =ערך RMS נמדד. V 2 Hz

97 שער • ע רצונה יוצר אל תוא ונה שער " הסינכ אלל תכרעמה י ) םירדוחש םישערמ לידבהל וכו םיפושח םיטוח ךרד תכרעמל ' .( םינוש שער יגוס םימייק : 1 . ימרת שער -Thermal Noise תויארקא תועונתל םינותנ ןעטמה יאשונש ךכמ האצותכ רצונ אוהו רתויב ץופנה שער והז וטרפמטב היולת ןתמצועש הר . ןכל , דגנ חקינ םא , אוהש חתמ חתפמש םרז םירצויו דצל דצמ םיענ םינורטקלאהש הארנ יארקא -הז הרקמב , ןבל שער והז . עובירב שערה תלחותל יוטיבה : ] [V2 KTBR e_n2 =4 רשאכ : 2 n e -מה עוביר לש תלחות ןייצמ חת ) קפסהל יסחי .( n e -עצוממ חתמ ןייצמ ) . (v K ןמצלוב עובק       _{= ⋅} − k joule k 1.38 10 23 ₀ T ןיוולק תולעמב הרוטרפמט

( )

0k B -ינבלמ ןולחהש החנהב שערה תופיפצ לש טרסה בחור ). (Hz R -ב דגנה תודגנתה -Ω . תורעה : א . רמולכ רדתב הדיחא איה ןבל שער לש קפסה תופיפצ ,     ΦV2_Hz f in Φ ב . ע קר ירשפא םינוש םירדתב םיחתמ רוביח " םישמתשמ ןכלו םיקפסה רוביח י ב -2 e . רשאכ : ב ךרע -RMS ןמזב דגנה לע דדמנש יפוסניא = 2 e רמולכ : dt e T T

∫

0 2 1 = ךרע RMS דדמנ ∞ = T

98 ג . תיצקנופ שי רישכמלו רחאמ יזא והשלכ הדידמ רישכמב חתמ םידדומ רשאכ ולשמ תרוסמת , דע דודמל לכוי אוה BW םיוסמ . B -שערה לע לכתסנ ובש םירדתה ןולח לבקנ עבורמ ןולחהש החנהב BW = B ד . תודיחיב שערה תופיפצ     Hz v2 KTR B en 4 2 = = Φ ה . ע איה שערה תדרוהל ךרדה " תכרעמב םידגנה רוריק י . מ שעור דגנ לש הרומת לגע : KTBR en = 4 R 2 . Shot Noise רבעמב יולתש שער והז םרז D.C ךילומה ךרד . םדוקה שערהמ לידבהל םרז שער והז ) ימרת שער ( חתמ שער היהש . לבקל םוקמב ןכלו הדידב םינעטמ תועונת שי אלא ףיצר וניא םרזהש ךכמ עבונ שערה ףיצר םרז : t I A log 20 f B

99 םרז לש היצלודומ לבקנ D.C םע C . A ה לש ולדוגב יולתש ןטק -D.C . t n DC i I I= + i_n םישערהמ םיעבונה םיחתמ ינש לש םוכיס לבקנ וילע חתמה תא קודבנו דגנב ןנובתנ םא ליעל םירכזנה .

(

)

2 2 2 R in e V = _n + ⋅

(

)

2 2 R in e V = n + ⋅ ש לככ -R לבקנ לדג : 2 n e -ל רשי סחיב -לדג -R .

(

)

2 R in⋅ -יעוביר סחיב לדג . 3 . שער f 1 Noise f 1 פה סחיב גהנתמ שערה םיוסמ םוחתב רדתל ךו .       ΦV2_Hz f איה היצקנופה השעמל : α f 1 רשאכ 2 1≤α ≤ שיבג ומכ רדוסמ הנבמ ךרד םרז לש רבעמב רצונ שערה . יאשונ לש רבעמל ינייפוא שערה יב םירוטסיזנרטל ינייפוא אוה ןכלו םיתמצב ןעטמ -ל א-ל ךא םיירא-לופ -FET . םיכומנ םירדתב יוטיב ידיל אב שערה : KHz Hz 1 1 ÷

100 4 . ןרוקפופ שער -Popcorn Noise ןרוקפופ יצופצפ ומכ שער םיעמוש עמש תכרעמבש ךכמ עבונ םשה . ךכ הארנ הז פוקסוליצסואב : םינקתהה ינפ לע חטש ימרז םויקמ עבונ שערה . ידכ תצומחתב הצחמל ךילומה תבכש תא םיפצמ שערה תא עונמל Si יופיצהו רחאמ םלוא חטשה ינפ לע םיצורעב המירז לבקנ דיחא וניא . םתוא תרציימה הרבחבו םירצומה תוכיאב דחוימב יולת שערה . אמגוד : ימרת שער . לש דגנ ןותנ Ω M 1 . אוה טרסה בחורש החנהב BW=1MHz , מ דגנה לע חתפתמה ימרתה שערה וה ?

(

)

2 6 6 23 2 128 . 0 10 10 300 10 38 . 1 4 4KTBR mv en = = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ = mvrms en2 =0.128 ימרת שער יבגל הבושח הרעה : 1 R e_n e_nR₂ 1 R R2

⇒

(

1 2

)

) 2 1 ( 4KTB R R e_{nR R} = 2 1 R R n e R

101 רבגמב שער גוציי סמ םימייק ' רבגמב שער גוצייל םינייפאמ : א . הס " אצומב שערה כ -אצומב שערה תמצוע תא םידדומ רמולכ . O V RMS תואה תמצועב אלמ שערהש םושמ ןורסח ךכב שי ) יוצרה ( אצומב . אוה שערה םא 1mv איה יוצרה תואה תמצועו 1v שערה םא םלוא שערל תועמשמ ןיא יזא הלודג העפשה שערל היהתש ןבומכ םתמצועב םיבורק תואהו . שערל תוא סחי ארקנש רטמרפב םישמתשמ ןכל No So . ב . שערל תוא סחי No So . סמועה לע שערה קפסהו תואה קפסה ןיב סחיכ רדגומ . ןורסח : רבגמה ביט תא ןייפאמ וניא רטמרפה , הלוכ תכרעמב תואה תוכיא תא אלא , ללוכ רוקמה . הלועמ רבגמ םייקש ןכתיי רמולכ ) ימינפ שער אלל ( ללגב ךא Rs ומב שער לבקנ הז שער אצ רבגמה ביט תא ןייפאי אל השעמל . S R ) ( S n R e ןכל , שער תרפיס ארקנש רטמרפב םישמתשמ . ג . שערה תרפיס – Noise Figure : יפל תרדגומ : ∆ = F N. אצומב יללכ שער קפסה S R ןיגב אצומב שערה קפסה

102 רבגמה תוכיא תא ןייפאמ הז רטמרפ . ילאידיא רבגמב ) ימינפ שער ןיא ( אצומב שערה ללגב קר לבקתמ S R ןכלו OdB F N. =1→ . שער תרפס לעב רבגמב OdB F N. =2 יפ שער סינכמ רבגמהש רמול רשפא 10 סחיב רוקמל . • שערה תרפיס תולת F . N רוקמה תודגנתהב S R . F N. S R The range where

N.F is minimum נמ לע לבקל ת N.F הארי רבגמהש שורד ילמינימ S R םא ןכלו םיכרע לש םיוסמ םוחתב S R ע תובכע םואת עצבל לכונ הז םוחתב וניא " יאנש י . S R ) ( _S n R e

103 שערל תוסחייתה ךות םילגעמ חותינ ר תניחבמ רבגמה ןויפא שע . שערל תוסחייתה תמייק םהלש טרפמה יפדבש םירבגמ םימייק . אבה רבגמב ןודנ : + -o

V

1

R

2

R

S R S e רבגמה תסינכל שערה תורוקמ לכ תא םיפקשמ . דגנה לש םיימרתה םישערל ףסונב רשאכ םישער יגוס ינש דוע שי : רבגמה לש םרז שערו חתמ שער . אבה ןפואב םיראותמ םישערה : n i IDEAL n e n i n e -רבגמה תסינכל לוקש חתמ שער . רבגמה ללגב אצומל ורבעש םישערה לכ תא םכסמ : • שרפהה תגרדב שער • םיתמצב שער . • םידגנב שער ) שער לעב אוה ימניד דגנ ךרע ותוא לעב יביספ דגנל לוקשה .(

104     Hz V e_n f Hz nV 50 הרעה : רבוחי וילא קדהל תובישח ןיא n e . • n i -םרז שער . שער ילעב םה סאיבה ימרזש הדבועה תא אטבמה שער והז .       Hz A i_n f Hz pA 30 שערה בושיחב םיבלשה אמגודב שומיש ךות וגצוי : לגעמה ןותנ . + -o

V

1

R

2

R

S R S e

105 1 . שערה תורוקמ לכ תא ללוכה הרומת לגעמ טטרשנ . + -o

V

1

R

S R n i 2

R

) (R₁ e_n ) (R₂ e_n n i S e n e ) ( _S n R e 2 . ע תורוקמה לכ יבגל לגעמה תא חתננ " היציזופרפוס י . אצומב שערה תופיפצב םיניינעתמ ונא רשאכ דרפנב רחא רוקמל םעפ לכ סחייתנ . ב אצומב יללכה שערב םינינועמ ונא רבד לש ופוס ) RMS .( 3 .

(

2

)

12 1 _ 2 _Rs no R ... no no e e e = + אצומב יללכ שער . • אצומב שערה תופיפצ תלבק ןפוא : איה הסינכב שערה תופיפצש חיננ       Φ V2_Hz f in Φ ןבל שער אוה רוקמה רמולכ .

106 ונעיהה םוקע ת וה רבגמה לש א : A log 20 f 0 f 0 log 20 A תא הלענ A לבקנו םיפרגה תא ליפכנו עובירב : רבגמה אצומב קפסהה תופיפצ יהוז . ןכש ןורחאה ףרגה לע לרגטניא עצבל שי אצומב עובירב חתמה תא לבקל תנמ לע K אוה לש תודיחיב Hz v2 . רמולכ : ] [V2 df A e_no 2 0 2 =

∫

Φ⋅ ∞ ונעיהה םוקע םא ת הרוצהמ היה רבגמה לש : יזא : ] [ 2 V B K B Ao i e_no2 =Φ ⋅ 2⋅ = ⋅ ונעיהה םוקע םא םלוא ת הרוצהמ אוה : טרס בחור גשומה לע םירבדמ BW שערל . בחור שערל טרס , כ רדגומ -BW יאנתב לרגטניאב ההז האצות ןתייש עבוקמה ךרעה הווש ב איה הדיריהש -dec dB 20 . תרוסמתה תיצקנופ A נה " ל : fo f j Ao A + = 1 0 A f B A A f 0 A 0 f 2 A Φ f 0 f 2 0 A K=Φin

107 עובירב תולעהל שי וזה היצקנופה תא , ב לופכל -Φ ) הסינכב שערה תופיפצ ( לרגטניא עצבלו ךכ :

∫

∫

∞ ∞ =     + =     + ⋅ ⋅ Φ = 0 0 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 1 1 1 π Kf f f df K df f f A e K i n ₁₄₂₄₃ נה האצותל םאתהב " ל , יראיניל הלאקסב לבקנ ת אבה בצמה תא . 0 f 2 0 π f Linear Scale 2 A Φ K f ןבל שער וניא הסינכב שערה ובש הרקמ : ומכ שער ןותנ f 1 ונעיהה םוקע ת : הלפכמה 2 A Φ ךכ הארת : ןיב קחרמה יזא תימתירגול הלקסב רבודמו רחאמ 1Hz ל -10Hz ןיבש קחרמל הווש 100KHz ל .1MHz     Φ V2_Hz f in Φ A log 20 f 0 f 0 log 20 A 0 f f 2 0=Φ⋅A Φ X

108 םלוא ,

( )

( )

∫

<<

∫

Hz Hz MHz KHz df df 10 1 1 100 עטקב המורתה ןכלו x רשי וקהש חינהל השעמל לכונו החינז ) יקפוא ( הז עטקב . יראיניל הלאקסב ת ךכ היהי בצמה : 0 f f 2 0=Φ⋅A Φ החינז היהת תיתלחתהה תוממורתההש יאדווב ןכלו . הרקמב תספות הניא וזכ החנזה םלוא רמולכ טרס רצ רבגמ לש 0 f תיסחי ןטק . נה ךילהתה תא ונעצבש רחאל " אצומב קפסה תופיפצ ונלביקו שער רוקמ לכ רובע ל , םכסנ תורוקמה לכ תמורת תא לבקנו : ... 2 2 ₁ 2 + + = noRs _noR no e e e הרעה : ונעיהה םוקע םאו לגעמב םירחא םישערל סחיב םיחינז םהש םישער םימייק םיתיעל ת ההז םינטקה םישערה תא חינזהל לכונ יזא םהינשב . ןכל עובירב האלעה םיעצבמש רוכזל שי הבוט החנזהה . ל סחייתנ םא לשמל -n e לו -2 nR e לש רבגהה יזא n e       + 2 1 1 R R ב לודג -1 לש רבגההמ 2 nR e אוהש       2 1 R R םא ןכלו n nR e e ₂ << שערה רוקמ תא חינזהל לכונ 2 nR e . ב שערה בושיחל אמגוד בקע אצומ 1 nR e : + -o

V

2 R S R 1 R ) (R₁ e_n 1 R I 2 R I in I תא אוצמל שי CL A .

109 ןכלו ךפהמ רבגמב רבודמש םיאור : רובע 1 > A β לבקנ β G A_CL = רובע 1 < A β לבקנ OL CL GA A = גמל סחייתנ תא אצמנ ךכו ילאידיא רבגמ לאכ רב CL A רובע 1 > A β קדהב ) ( המדא שי ןכלו תילאוטריו 0 2 = R I . ש לבקנ רבגמה ךותל םרז ןיאו רחאמ -0 = in I ןכלו 0 1 = R I . ךכיפל : 1 1 0 = nR e V . יפל עבקי טרסה בחור β 1 : 2 1 2 R R R G + = ; 2 1 2 R R R + = β ש םילבקמ רמולכ -β = G . םדוק ונלביקש האצותל םאות הזו , רובעש 1 > A β םילבקמ dB G ACL = =1→0 β . 2 2 1 R R R + A log 20 OL A β 1 β G OL GA f בקע אצומב שערה בושיחל אמגוד n i : 2 R + -o

V

S R 1 R n i P הדוקנב ןינבת תרמתה עצבנ P לבקנו :

110 2 R + -o

V

S R 1 R P 2 R in נכ " ל םג םיעצבמ ל -+ n i חתמ רוקמ םילבקמו Rs i_n⋅ תירוט תודגנתהה םע S R . הרעה : הרוצהמ תונעה םוקע םייק םא : f Φ 3 f f1 f2 םיקלח ינשל לרגטניאה תא םיקלחמ יזא : מ קלחה רובע -1 f םילבקמ האלהו ) 2 ( _{2 1} 1 f f df f − ⋅ Φ = Φ

∫

∞ _π . דע קלחה רובע 1 f לרגטניאה תא םילבקמ :

∫

∞ −     1 2 3 f df f f k . רשאכ 2 1 3     Φ = f f k רובעש םושמ 1 f f = ל הווש היהת היצקנופה -Φ .