Схема измерения дробовых шумов с использованием контура вместо анодного сопротивления $R$ и полосового фильтра ПФ (с некоторыми упрощениями) приведена на рисунке:

Помимо диода (с питаниями $U_{\text{н}}$, $U_{\text{а}}$) в нее входят измеритель анодного тока $I_{\text{а}}$, генератор $G$, частотомер $F$, вольтметр среднеквадратичных значений $U_{\text{эф}}$ и регулятор величины анодного тока «Ток $I_{\text{а}}$».

Поскольку дробовые шумы весьма малы по величине, то рабочая схема должна быть тщательно экранирована от внешних шумов и наводок. С этой целью она выполнена в металлическом корпусе, а все ее соединения с внешними приборами (осциллографом для наблюдения шумов, вольтметром среднеквадратичных значений, частотомером для определения резонансной частоты и добротности контура) должны быть выполнены кабелями. Передняя панель установки показана на рисунке: Разъем «Вход» предназначен для подключения генератора $G$ АКИП-3408/2. Разъем «Выход» — для подключения осциллографа GDS-71054B, необходимых для измерения $f_0$ и $Q$ и вольтметра среднеквадратичных значений $U_{\text{эф}}$ GDM-8135. Приборы подключаются на соответствующие разъемы.

Ручка «Регулятор $I_{\text{а}}$» и стрелочный прибор «$I_а$» предназначены для установки анодного тока диода. Тумблер «$С$» предназначен для закоротки конденсатора контура при измерении коэффициента усиления усилителя. В положении тумблера «Закорочен» горит индикатор закоротки «И», напоминающий о том, что конденсатор замкнут (это нужно для измерения коэффициента усиления усилителя), но что в режиме измерения шумов его нужно будет не забыть разомкнуть. Тумблер «Вход/Выход» предназначен для переключения вольтметра со входа на выход усилителя (при измерении $K_y$).

Внимание! При измерении коэффициента усиления усилителя на выходной вольтметр, переключенный в положение «$U_{\text{вх}}$» подается не то напряжение, которое реально поступает в колебательный контур и, соответственно, на вход усилителя (т.е. напряжение, снимаемое с сопротивления $R_2$ делителя), а всё напряжение генератора. Это выходное напряжение генератора в $100$ раз больше реального напряжения, поступающего на вход усилителя. Это сделано из-за того, что иначе нам пришлось бы измерять вольтметром входное напряжение порядка десятков мкВ, что достаточно сложно сделать из-за шумов и наводок,всегда присутствующих в схемах измерения.

Таким образом, коэффициент усиления нужно определять по формуле $$K_y = \frac{U_{\text{вых}}}{U_{\text{вх}}}\cdot 100,$$ где $U_{\text{вх}}$ и $U_{\text{вых}}$ — значения напряжения, показываемые вольтметром в положении «Вход/Выход» соответственно.

Значение емкости контура, входящее в расчетную формулу (3): $$\overline{U_{\text{др}}^2}=\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2} } \hspace{10pt} \text{ или } \hspace{10pt} \left(\frac{U_{\text{эф}}}{K_y}\right)^2 =\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2}},$$ указано на корпусе установки. Резонансная частота контуров установок находится в области частот $30 \dots 70$ кГц. Диод работает в режиме насыщения, а регулировка анодного тока (тока эмиссии катода) производится изменением тока накала.

Назад к идеи эксперимента и его рабочей схемы или далее к заданию