Vai trò quan trọng của tạp nhiễu trên cảm biến [9]

CHƢƠNG 2 GHÉP NỐI CẢM BIẾN VÀO HỆ ĐO

2.1 Tỷ số SNR của cảm biến [7,9]

2.1.3 Vai trò quan trọng của tạp nhiễu trên cảm biến [9]

Khi có nhiều tầng khuếch đại mắc nối tiếp thì tính chất tạp âm của cả bộ khuếch đại chủ yếu được quyết định bởi tính chất tạp âm của tầng đầu.

Ta sẽ chứng minh điều này bằng cách tính tạp âm cho bộ khuếch đại gồm hai tầng khuếch đại như trên hình vẽ 2.1. Lưu ý rằng, để dễ tính tốn, ta tách các

  2 τ τ τ0 S f 4i (2.8) 2 2 2 ( τ τ ) 1 ω τ0 I N       

khối khuếch đại ra hai phần riêng rẽ: phần khuếch đại lý tưởng (khơng có tạp âm) và phần tạp âm của nó được đưa ra bên ngồi.

Xét tương đương :

Coi hai bộ khuếch đại lý tưởng khơng có tạp âm. Tạp âm nội của chúng được biểu diễn ra hai nguồn tạp âm Pta1 và Pta2. Trên hình vẽ, PV là cơng suất tín hiệu đưa đến đầu vào hệ khuếch đại cịn Pta1 và Pta2 là các cơng suất tạp sinh ra trong các tầng khuếch đại một và hai (độc lập với tín hiệu vào). Có thể viết như sau:

1 ( 1) 1 ( ) 2 1 2 2 pta r PV Pta KP Pta r Pta r Pta KP    

KP1 và KP2 là hệ số khuếch đại công suất của hai tầng khuếch đại. Cũng có thể viết :

Pta r2P PV ta 1KP1Pta2KP2P PV ta 1K KP P1 2Pta2KP2

Chia hai vế cho KP1 KP2 , ta nhận được:

K KPtarp p1 22 P P  v  ta1 K Pta2p1 (2.9)

Nhận xét:

+ Thành phần vế trái của phương trình (2.9) tỷ lệ với cơng suất đầu ra cuối cùng của bộ khuếch đại.

+ Pv là công suất tạp đưa đến. + Pta1 là cơng suất tạp của tầng đầu.

Hình 2.1. Sơ đồ hai khối KĐ công suất tạp âm

PV KP1 KP2

PTa1 PTa2

28

p1

K

lượng này rất nhỏ do bị giảm đi Kp1 lần.

Kết luận: Tính chất tạp âm của bộ khuếch đại nhiều tầng chủ yếu do tạp âm

của tầng đầu quyết định. Điều này cần được đặc biệt lưu ý khi lựa chọn đầu dò, cảm biến, linh kiện cho khối tiền khuếch đại của hệ đo.