Jump to content

    

Шум идеального конденсатора

Доброго времени суток.

Разъясните кто-нибудь, пожалуйста, кто понимает, почему считается что идеальный конденсатор сам по себе не является источником шума при анализе электрических схем? Ведь так или иначе на его обкладках имеется некоторый заряд, который имеет тепловые флуктуации с энергией CV^2 = kT, т. е. на нем мы должны видеть спектральную плотность шума равную kT/C.
Почему при анализе шумов, например, track-and-hold схемы считается что в процессе хранения сам конденсатор не шумит, а только лишь хранит мгновенное значение напряжения в момент размыкания ключа?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А формула у вас откуда такая?

Share this post


Link to post
Share on other sites

В википедии (https://en.wikipedia.org/wiki/Johnson–Nyquist_noise). Цитата: "Any system in thermal equilibrium has state variables with a mean energy of kT/2 per degree of freedom. Using the formula for energy on a capacitor (E = ½CV2), mean noise energy on a capacitor can be seen to also be ½C(kT/C) = kT/2. Thermal noise on a capacitor can be derived from this relationship, without consideration of resistance."

Даже если отбросить количественные оценки, ведь на конденсаторе есть заряд - значит есть их тепловые флуктуации, а значит мы должны видеть флуктуации напряжения на нем.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если уходим вниз к шумам на уровень kT, те тепловым, то шумит все, даже проводник. Но шум идеального конденсатора много меньше и его не учитывают.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minutes ago, Aner said:

Если уходим вниз к шумам на уровень kT, те тепловым, то шумит все, даже проводник. Но шум идеальный конденсатор много меньше и его не учитывают.

При комнатной температуре для конденсатора 1 пФ (для интегралльного исполнения немаленькая емкость) получается спектральная плотность шума 4 нВ^2 на герц. В полосе 1 кГц получаем около 64 мкВ. Ощутимое значение чтобы его не учитывать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

То, что шумит от температуры (трёт электроны об атомы), выражается активным сопротивлением.
Считайте, ваш конденсатор имеет паразитное сопротивление, ESR. А других конденсаторов (идеальных) не бывает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 минут назад, pav2051 сказал:

При комнатной температуре для конденсатора 1 пФ (для интегралльного исполнения немаленькая емкость) получается спектральная плотность шума 4 нВ^2 на герц. В полосе 1 кГц получаем около 64 мкВ. Ощутимое значение чтобы его не учитывать.

Ничего мы там не получаем, полоса нулевая. И ничего измерить не можем, так как коденсатор отключен от цепи. Поэтому в схемах УВХ коденсатор не шумит до момента подключения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Шум появляется только при движении заряда и связан с флуктуациями его движения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minute ago, Aner said:

Ничего мы там не получаем, полоса нулевая. И ничего измерить не можем, так как коденсатор отключен от цепи. Поэтому в схемах УВХ коденсатор не шумит до момента подключения.

Конденсатор в этот момент подключен к операционнику с бесконечным входным сопротивлением и полосой 1 кГц, т.е. мы проводим измерение.

3 minutes ago, Jurenja said:

Шум появляется только при движении заряда и связан с флуктуациями его движения.

На проводящих обкладках конденсатора же будет движение вдоль них, т. е. будут наблюдаться флуктуации.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, pav2051 сказал:

Конденсатор в этот момент подключен к операционнику с бесконечным входным сопротивлением

Это значит что входной шумовой ток ОУ протекает по конденсатору и это создает шумовое напряжение.

Но источник этого шума не конденсатор.

Share this post


Link to post
Share on other sites

При бесконечным входным сопротивлением нет тока или его протекания по цепи, и в полосе 1кГц плотность мощности шумов будет −144 dBm. И операционник только добавит свой шум к имеющемуся.   

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, pav2051 сказал:

На проводящих обкладках конденсатора же будет движение вдоль них

Кхм... Это меняет количество заряда на обкладках?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Все, у меня появилось просветление, я вроде бы понял)).

Всем большое спасибо за помощь ).

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, Jurenja сказал:

Кхм... Это меняет количество заряда на обкладках?

перераспределяет но не меняет

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest
This topic is now closed to further replies.