Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 98

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 98)

Одним из источников шумового напряжения служат обычные сопротивления во входных цепях усилителя. Мы привыкли считать сопротивление пассивным элементом, иоторый сам по себе не является источникам колебаний, Однако в действительности внутри материала сопротивления совершаются хаотические движения электронов («свободных» электронов, т. е, электронов проводимости). Чем выше температура сопротивления, тем интенсивнее эти движения. Хаотический ток создает между концами сопротивления.

Й переменное напря- 3!б жение со случайными амплитудами я частотаии. Среднее значение этого хаотического наяряжения равно кулю. Но отклонения напряжения от нуля в ту или другую сторону (зти отклонения называются флуктуация ми) воздействуют на вход усилителя. И если пики флуктуаций соизмеримы с амплитудами сигнала на входе, то сигнал на выходе может оказаться неразборчивым на фоне внутренних помех, воспринимаемых на слух как,шум. Шумы внутреннего происхожделня можно слышать при болыпом усилении от входа приемника до громкоговорителя. Эти шумы носят характер шипения, т. е.

звука, ие имеющего определенной звуковой частоты. Этим шум и отлича. ется от тоне. В спейтрдлвном смысле шум представляет собой хаотическую сумму бесконечного числа элементарных колебаний с произвольными соотношениями частот и со случайными фазовыми соотношениями. Спектр шума простирается на все диапазоны радиочастот, причем мощность шума в отличие от мощности им. пульсных раздельных помех распределена по оси частот, равномерно. Но в длинно н средневолновых радиовещательных приемниках, имеющих сравнительно узкую полосу пропуокания, обычно шумовые помехи не играют существенной роли на фоне помех внешнего происхождения. Заботиться об уменьшении шумов приходится иа сверхвысоких частотах.

Другим источником флуктуаций, ограничивающих чувствительность приемно-усилительной аппаратуры, являются хаотические колебания токов внутри ламп и полупроводниковых приборов, особенно в первом (входном) каскаде. Причиной флуктуации анодного тока лампы оказывается в первую очередь неравномерность вылета электронов чз катода. В среднем за конечные промежутки времени анодный ток лампы прн отсутствии сигнала постоянен. Однако если сравнивать количестве электронов, испускаемых катодом за одинаковые весьма короткие промежутки времени, то они окажутся различными. Это означает, что аиодный ток лампы имеет флуктуации около своего среднего значения и способен создавать шумовое напряжение на входе следующего каскада. Точно так же нельзя'назвать строго постоянным иоллекторный ток транзистора Уровень шумов тем больше, чем выше температура шумящих сопротивлений.

В условиях комнатной температуры на этот фактор повлиять труд но. Уровень (мощность) шумов увеличивается пропорциоиальмо шир и н е п о л ос ы пропускания, так как с расширением полосы расширяется и спектр случайных частот флуктуаций, проходящий в эту полосу. Следовательно, для телевизионного приема шумы более опасны, чем для радиовещательного. Наконец, шум лампы зависит от числа ее электродов: чем больше сеток имеет лампа, тем больше причин неравномерности электронного потока в ней, С этой точки зрения выгоднее иметь на входе приемника триод, нежели- пентод.

Однако большая междуэлектродная емкость триода создает столь сильную ОС, что в каскаде возникает генерация собственных колебаний, при которой невозможно усиление сигнала. Для того чтобы в резонансных усилителях (особенно на УКВ) оказалось возможным применение триодов, их включают по так называемой к а скодиой схеме (рлс. 12.23). Две лампы Рис. 12.23.

Каскодная схема усилителя высокой частоты этой схемы включены по отношению к анодной батарее последовательно. Первый каскад содержит лампу Л», работающую в схеме с общим катодом. Во втором же каскаде к общей точке (к корпусу усилителя) присоединена (по переменному току) через конденсатор С сетка лампы Л». Следовательно, вторая лампа работает по схеме с обшей сеткой. Именно это сочетание каскадов с обшии катодом и с обшей сеткой является признаком каскодной схемы. Напряжение смешения на сетку первой лампы создается анодным током в резисторе /7„ а смещение на сетку второй лампы относительно ее катода получается с помощью делителя /т»/с» от анодного источника Еь Итак, между зажимами анод †кат первой лампы в качестве нагрузочного сопротивления включен вход (зажимы катод — сетка) второй лампы.

Входное сопротивление каснада с общей сеткой (так же, как н транзисторного каскада с общей базой) очень невелико: /с»» »= м 1/5, где 5 — крутизна лампы. Следовательно, при крутизне, например, 4 ыСм входное сопротивление составит около 230 Ом. Физически это объяоняется прохождением переменного аноцного тока лампы через участок ее входной цепи, чем и снижается входное сопротивление. Первая лампа, имея столь малое нагрузочное сопротивление, сохранит свой нормальный усилительный режчм несмотря иа большую проходную емкость триода. При этом коэффициент усиления первого каскада будет лишь около единицы (5/с»=5к»»»=5/5= 1). Но входное сопротивление первой лампы, шуитирующее контур й»С», оказывается большим и не ухудшает его добротности.

Вторая лампа имеет нормальный коэффициент усиления, работая на выходной контур й»С», Обратная связь в ней осуществляется через емкость анод— катод, которая очень мала. Таким образом, каскодная схема обеспечивает уменьшенную мощность шумов, высокое входное сопротивление и усиление, свойственное одной лампе. Схема эта может выполняться на двойном триоде, а также на транзисторах.- Возникновение шумов в приемнике начинается в антенне. К шумам, создаваемым активным сопротивлением антенны, прибавляется мощность шумов, наводимых э антенне .радиацией Земли и космической радиацией.

Затем в общую мощность шумов добавляются шумы цепей и электронных приборов приемника. Чтобы оценить, насколько дополнительные источники шумов ухудшают качество приемников сверхвысоких частот, вводится понятие о коэффициенте шума. Козфф иц,не н том шум а приемника называется число, показывающее, во сколько раз общая мощность шумов больше мощности шумов, определяемых активным сопротивлением антенны: »т'= =Р .шм/Рыл. Коэффициент шума всегда больше еданицы; с улучшением шумовых свойств усилителя этот коэффициент приближается к единице. Существуют способы уменьшения мощности шумов с помощью криогенной (холодильной) техники, с доведением температуры входных цепей до значения, близящегося к абсолютному нулю (практически ниже †2'С), но в качестве 317 12.6.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ СУПЕРГЕТЕРОДИННЫХ ПРИЕМНИКОВ ~ар гг» О ггв Рис. 1225. Верхняя и нижняя настройки гетеродииа активных приборов в этом случае применяют не обншные лампы или транзисторы, а так называемые кяантомеханические,и параметрические усилители. Их значение очень велико в ряде специаль- Вернемся к структурной схеме супергетеродина, которая давалась иа рис. 12.5. Мы уже говорили, что преобразование частоты сигнала имеет целью выбор такой промежуточной частоты, на которой получалась бы необходимая полоса пропускания при нормальной добротности контуров для заданного диапазона принимаемых воли. Супергетеродинный принцип позволяет досъигнуть высокой чувствительности благодаря усилению в трех областях частот и выбору добротных контуров.

Получение высокой избирательности обеспечивается тем, что постоянная настройка каскадов промежуточной частоты допускает применение полосовых уси. лителей. Основное усиление сигнала происходит на неизменной промежуточной частоте, а потому ,прм перестройках и смене поддиапазонов чувствительность сохраняется достаточно постоянной. Наконец, большое усиление по промежуточной частоте позволяет получить на входе детектора мощность сигнала, необходимую для успешного детектирования и управления автоматическими устройотвами (автоматическая регулировка усиления, визуальная индикация настройки, автоподстройка и др.).

Итак, для супергетеродина важнейшим процессом оказывается пр е об р аз она иие частоты сигнала в промежуточную частоту; этот процесс выполняется в преобразователе частоты, структура которого представлена на рис. 12.24. Схема состоит из гетеродииа, т.

е. автогенератора малой мощности, непрерывно генерирующего колебания соб- Рис. 12.24. Структура преобразова. тела частоты 318 цых областей радиотехники, таких, как космическая связь, радиоастрономия, радиолокация и др. В телевизионных приемниках охлаждаемые усилители еше не применяются. ственной частоты )ь из «смесителя», на который воздействуют одновременно колебания сигнала на частоте ~, л колебания гетеродина, л, наконец, из фильтра промежуточной частоты. Из гл. 11 мы уже знаем принцип преобразоваяия частоты: «смеситель» должен быть нелинейным прибором, и в нем под совместным действием колебаний с частотами 1, и 1» соадаются колебания суммарной частоты (»+(~ и разностиой частоты 1» †)ь Следовательно, название «смеси- тель» неудачно, потому что в нем происходит не простое «смешивание» существующих колебаний, а образование нолебаний с совершенно новыми частотами, поэтому этот термин следует понимать как сокращенное название смесителя частот.

Характеристики

Список файлов книги