6 

 
SZUMY 
 
Podstawowy podział szumów: 
 
 

 

 
 
 
 
Zakłócenia powodowane przez człowieka  
 

 

 
Zakłócenia interferencyjne mają wyraźnie określone widmo (często ograniczone do jednego 
prążka – fala nośna). 
Zakłócenia przemysłowe maja bardzo szerokie widmo: od 50 Hz do 1 GHz.  
Poziom zakłóceń przemysłowych maleje ze wzrostem częstotliwości o 28 dB na dekadę.  
 
Źródła zakłóceń przemysłowych można podzielić na dwie kategorie: 
- systemy energetyczne, które generują i przenoszą zakłócenia przez dołączone do nich 
urządzenia elektryczne – częstotliwości mniejsze niż 10 MHz 
- urządzenia zapłonowe pojazdów samochodowych – w zakresie 0,02 do 1 GHz i wyżej.  
Zakłócenia naturalne o charakterze makroskopowym 
 
Dzielimy na: 
- atmosferyczne  
- kosmiczne 
 
Przyczyną powstawania zakłóceń atmosferycznych są wyładowania elektryczne między 
chmurą a ziemią. Zakłócenia powstałe pod wpływem wyładowań elektrycznych możemy 
podzielić na dwa rodzaje:  
- zakłócenia lokalne – objawiające się pojawianiem trzasków w odbiornikach radiowych  
- zakłócenia dalekie – objawiające się ciągłym, słabym szumem w odbiorniku  
 
Izoplety – linie na mapie łączące punkty o jednakowych zakłóceniach 
 
Przy częstotliwościach powyżej 40 MHz poziom zakłóceń atmosferycznych znacznie się 
obniża.  

 

7 

Zjawiska burzowe występują na 0.16% powierzchni Ziemi jednocześnie.  
W każdej sekundzie obserwujemy 100 wyładowań i 1000 burz. 
Burza obejmuje 20-200 km

2 

powierzchni i przesuwa się z prędkością 30-50 km/h. Nad lądami  

burze najczęściej występują w okresie letnim w godzinach 13-15. Nad morzami – zimą w 
godzinach nocnych i rannych. Zazwyczaj trwają 1 do 2 godzin. Aktywność burzowa różnych 
rejonów jest niejednorodna – najwięcej dni burzowych w Afryce, Ameryce Południowej i 
Azji (ponad 100 dni burzowych w roku). 
 
W zakresie fal metrowych głównym źródłem zakłóceń jest promieniowanie dochodzące z 
różnych miejsc Galaktyki oraz obszarów pozagalaktycznych, jak również promieniowanie 
radiogwiazd , planet, Słońca i Księżyca.  
Promieniowanie źródeł znajdujących się poza ziemią nazywa się promieniowaniem 
kosmicznym, a zakłócenia przez nie powodowane – zakłóceniami kosmicznymi.  
 
 
Wzór Rayleigha-Jeansa: 

2

2



kT

U

B



 

 
Częstotliwościowa zależność zastępczej temperatury szumów kosmicznych dla wszystkich 
obszarów nieba ma postać  





f

T

z

~

 

gdzie α = 2,4 
 
 
 
Szumy fluktuacyjne 
 
Dwa skrajne przypadki:  



 

fluktuacje prądów i napięć w przewodnikach metalicznych przy termodynamicznej 
równowadze z promieniowaniem (szum cieplny oporności) – Einstein 1907 



 

fluktuacje prądu elektronowego w diodzie próżniowej (szum śrutowy) – Shottky 
1918 

 

 

 
Parametry szumowe 
 



 

napięcie (prąd) szumów 



 

moc szumów 



  temperatura szumowa 



 

współczynnik szumów 

 
 
Szum cieplny 
 

 

8 

Schemat zastępczy z Thevenina  

kTBR

e

nsk

4



, jak dwa oporniki szeregowo to 

)

2

1

(

4

R

R

kTB

e

nsk





, jak dwa oporniki równolegle to 

)

2

1

2

1

(

4

R

R

R

R

kTB

e

nsk





 

 
Schemat zastępczy z Nortona  

kTBG

i

nsk

4



 

 
Gęstość mocy dysponowanej szumu cieplnego: 
 

 

kT

kT

hf

hf

f

n



















1

exp

)

(



 

 
W temperaturze pokojowej, uwzględniając dwa pierwsze wyrazy rozwinięcia w szereg: 

kT

f

n



)

(



 

 
Moc dysponowana źródła szumu cieplnego jest proporcjonalna do iloczynu szerokości 
pasma B układu przez temperaturę źródła  

kTB

N



 

Równoważna temperatura szumów:  

kdf

dN

T

z



 

 

Szum typu 1/f – rośnie wraz ze zmniejszaniem częstotliwości  



 

przyrządy elektronowe i jonowe 



  przewodniki niemetaliczne 



 

czynne elementy półprzewodnikowe 

 
Szum impulsowy – przyczyny: 



 

procesy przejściowe (stany nieustalone) podczas komutacji w centralach 
telefonicznych 



 

wyładowania koronowe w liniach transmisyjnych  



 

niedostateczne tłumienie między torami transmisyjnymi różnych systemów 



 

występowanie burz z piorunami w pobliżu napowietrznych torów kablowych, a także 
w pobliżu tras linii radiowych  

Współczynnik szumów 
 
Charakteryzuje własności szumowe wzmacniacza. Pojęcie współczynnika szumów odnosi się 
do wzmacniacza idealnego – bezszumnego. Współczynnikiem szumów nazywamy stosunek 
mocy szumu wydzielanej na dopasowanym obciążeniu w wąskim paśmie częstotliwości df do 
mocy szumu na wyjściu wzmacniacza idealnego.  
 

0

0

0

0

0

1

)

(

)

(

)

(

T

T

dN

dN

f

G

dN

df

kT

f

G

dN

dN

dN

f

F

z

wy

wzm

a

wy

a

wy

wy

wy













 

Inna definicja współczynnika szumów – stosunek sygnał/szum na wejściu do stosunku 
sygnał/szum na wyjściu układu:  

 

9 

wy

wy

we

we

N

S

N

S

f

F



)

(

 

 
Związek między temperaturą szumową a współczynnikiem szumów: 

)

1

(

0





F

T

T

z

 

 
Współczynnik szumów dopasowanego tłumika:  

a

L

F



 

 
Zastępcza temperatura szumowa tłumika: 

)

1

(





a

z

L

T

T

 

 
Jeśli tor znajduje się w temperaturze 290K, to: 

dB

z

L

T

8

,

66



 

 
Współczynnik szumów w kaskadowym połączeniu czwórników: 

1

2

1

1

2

1

...

1

...

1















N

N

G

G

G

F

G

F

F

F

 

 
Zastępcza temperatura szumowa w kaskadowym połączeniu czwórników: 

1

2

1

1

2

1

...

...

1













N

ZN

Z

Z

G

G

G

T

G

T

T

Tz

 

 
Charakterystyka szumowa modulacji – funkcyjna zależność między stosunkiem sygnału do 
szumu na wejściu i wyjściu odbiornika  
 

 







































we

wy

N

S

f

N

S

 

 
Szum biały, szum biały wąskopasmowy 
 
Szum biały wąskopasmowy można przedstawić w postaci przebiegu wielkiej częstotliwości o 
wolnozmiennej w czasie amplitudzie i fazie.  
Widmowa gęstość mocy szumu białego jest stała:   

const

n







)

(



