Page 11 - К вопросу о разработке малогабаритного аэрогравиметра

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013 11
1 10
3
0.01 0.1 1 10 100 1 10
3
1 10
4
1 10
5 60
53
46
39
32
25
18
11
4
3
10
17
24
31
38
45
52
59
66
73
80
L, dB
F, Гц
Рис. 9. Отношение напряжения выходного сигнала аэрогравимет-
ра к выходному сигналу преобразователя емкости датчика поло-
жения в напряжение
Шум прецизионных резисторов является тепловым шумом с рав-
номерной плотностью. Его среднеквадратичное значение в интере-
сующей полосе частот определяется по формуле [5]
4 ( ),
= −
R x H L U kTR F F
где k — постоянная Больцмана; T — температура резистора, K; Rx —
сопротивление резистора, Ом; FH, FL — верхняя и нижняя частоты, Гц.
В схеме преобразователя используются резисторы с сопротивле-
нием 51,1 кОм, среднеквадратичное значение шума одного резистора
при температуре 60 ºС будет равно 31 нВ. Поскольку в схеме установ-
лены два резистора и их шумы независимы, на выходе преобразовате-
ля емкость — напряжение будет шум на уровне 43,7 нВ. С учетом пе-
редаточной характеристики (см. рис. 9) среднеквадратичное значение
выходного шума ввиду теплового шума резисторов преобразователя
будет менее 5 нВ в диапазоне частот 0…0,03 Гц.
Шум операционных усилителей существенно зависит от их выбо-
ра. У малошумящих операционных усилителей низкий уровень шума в
области средних частот (например, усилитель AD8599 имеет спек-
тральную плотность шума менее 1 нВ/ Гц на частоте 1 кГц), однако
у всех усилителей отмечается увеличение шума в области низких ча-