Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Множитель хв в (4.30) может быть н больше единицы, если /„р)/„т. с, в этохх случае преобразоватсль усиливает сигнал. 4.15. РЕГЕНЕРЛТИВНОЕ УСИЛЕ!П!Е Усилитель с отрицательным сопротивлением емкостного преобразователя имеет преимушества по сравиени<о с регенеративными усилителями, в которых отрицательное сопротивление получается с помощью резистивных диодов (например, туннельного диода) или усилительных электронных приборов с обратной связью.
Главное достоинство емкостного преобразователя — малые шумы, но ценными качествами его явля!отся также возможность регулирования и стабилизации параметров изменением гетеродииного напряжения. Упрощенная эквивалентная схема рсгеперативпого усилителя показана на рис. 4.29. Здесь и, п,па — проводимости источника сигнала и нагрузки, 8„ отображает собственные потери колебательного контура (это может быть л!обой резонатор, эквивалентный контуру), — д — отрицательная проводимость усилительного прибора. Я вЂ” 12 12пг /л=Ес Й Рис.
Я.йй Найдем коэффициент усиления усилителя при следующих условиях: усилитель согласован с источником сигнала; полоса пропускания имеет определенное значение, достаточное для прохождения усиливаемого сигнала. На уровне 1/У2 полоса пропускания П=/з»2»=/зряы где с(,— затухание; й»,— эквивалентная проводимость цепи при резонансе. В данном слУчае о,=й„+тз,й,+пзззпз — а. Эта пРоводимость должна иметь определенное значение й.= П,;//з р.
(4.31) Условие согласования усилителя с источником сигнала имеет вид д1= (як+тзздз — й)/тзь или иначе е»» пзз- е» ! е»» гпз е»» (4.32) При согласовании д»=2д1тзь откуда получаем т» ) д,/2яь Из (4,27), учитывая, что я,птз, =0,5я„находим лез= ) (0,5о»+я — як)/яз В соответствни с.рис. 4.29 по закону Ома (/, Е, й», т, (1/(я, тз+ аз т'+ йя — й~Утз. Отсюда с учетом (4.32) и значений пт~ и тз получаем для резонансного коэффициента передачи формулу Кз =(/ и,/Е, = 05Уд,~~,х„где х,= У1+2(й» вЂ” д„)/яз.
(433) Обычно д,«д; в этом случае хз «У! + 2 (й»/й»з). (4.34) Эта формула подобна (4.21) н (4.30); она также содержит коэффициент передачи идеального согласующего трансформатора и коэффициент, показывающий, во сколько раз коэффициент передачи рассматриваемого устройства отличается от этого коэффициента передачи. В данном случае хз)0, т. е.
имеет место усиление. С учетом (4.31) хзж У1+2й(/зр/П тз ). Отсюда видно, что одним из факторов, ограничивающих усиление, является полоса пропускания: чем шире она должна быть, тем меньше хз. Другой ограничивающий фактор — стабильность. Если отрицательная проводимость увеличится относительно первоначального 130 значения о н примет значение й»+Ля, то и эквивалентная проводимость |, изменится на такое же значение; д'»=я» — Ла. Прн д'»(О в колебательном контуре возбудятся колебания и усилитель работать не будет. Условие отсутствия самовозбуждения имеет вид д'»)О, откуда следует д,~Лд. С учетом этого условия из (4.34) получим хз(У)+2(й/Лй).
Обозначим относительное изменение отрицательной проводимости Л=Лд/д. Тогда хз() 1+2/Л, т. е. чем выше стабильность (чем мсньше Л), тем больший коэффициент усиления может быть получен. 4.16. ТИПЫ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ Емкостный преобразователь частоты применяется почти во всех случаях, когда к чувствительности приемника предъявляются особенно высокие требования. По шумам он несколько уступает квантовому усилителю на парамагнитном рубине с охлаждением жидким гелием, шумовая температура которого около 4 К.
Но варакториый усилитель отличается более простой конструкцией и более экономичен, так как не нуждается в источнике сильного магнитного поля, который необходим в квантовом усилителе, Квантовые усилители (мазеры) применяются в специальных устройствах, в которых удается реализовать их преимущества: в радиотелескопах и космической радиосвязи. Усилитель с варактором обеспечивает наименьшую шумовую температуру в приемниках без специальных охлаждающих устройств, Еще лучшие результаты получают при охлаждении жидким азотом или с помощью полупроводниковых охладителей, действие которых основано на эффекте Пельтье. Охлаждение уменьшает тепловой шум компонентов усилителя. При использовании жидкого гелия чувствительность приемника приближается к достигаемой в приемнике с квантовым усилителем.
Среди днодных параметрических усилителей различают усилители с распределенным усилением н каскадные. Первые представляют собой замедляющую яепь, через которую проходят бегущие волны принимаемого сигнала и волны от гетероднка (геверзтора накачки). На пути волн размещены варакторы, благодаря уоялительяому действию которых энергия сигнала яарастает по мере продвяжеяия еолиы вдоль цепи. Усилитель с бегущей виной имеет очень широкую полосу пропускаиня, яо довольяо сложен. Основой каскадных усилителей является емкостный преобразователь частоты.
Эти усилители имеют более узкую полосу пропускания, поскольку, как было показано в 9 4.15, при регенеративном усилении расширение полосы пропускания связано с уменьшением усиления. В большинстве случаев удается совместить достаточное усиление и требуемую полосу пропускания б» )з) Чтобы заметно не проявлялись шумы последуюших цепей приемника, может потребоваться последовательное усиление сигнала в двух или трех каскадах параметрического усиления. В соответствии с формулой (1.26) особенно высокие требования в отношении малости шума следует предъявлять к первому каскаду илп первым каскадам. 1!о этой причине первые каскады охлаждают.
На основании теории, рассмотренной в й 4.!4 и 4.15, каскадные усилители бывают двух типов: нерегенеративпые. В этом случае усиленный сигнал выделяется в цепи промежуточной частоты, которая прсвьш|ает частоту сигнала. В соответствии с (4.30) коэффициент усиления зависит от того, во сколько раз повышается частота. Промежуточная ча.стота равна сумме частот си|лгала и гетероднна; регенеративпые. Зто инвертируюшие преобразователи с отрицательной входной проводимостью. Чтобы шум последующнх цепей нэло сказывался цз общей шумовой температуре прнсчанка, коэффициент усиления уснлнтсля по мощпосгн должен быть достаточно большнн — порядка 1О н более.
В нерегспоратнвном уснлнтеле это достигается повышепнсм частоты. Если частота сигнала ле>кнт в днапазоне дециметровых волн, то промсх|уточпая частота выбнрэется в сацтнмстровом днаназоне, еслн жс частота снп|ала в саптнметровом днапазоне, то промежуточная частота оказывается уже в днапазопе мнллнметровых волн. Поскольку дальней|нее повышение частоты за| рудынгелыю, усплнтель обычно бывает одаокаскадмым н за ннм следует резнстнвпый понижающий преобразователь, коэффнцнвпт передачи которого меньше вднпнцы. Общнй коэффпцнепт усндспня равен произведенню коэффнцноктов порсдачн преобразователей. Усилитель может быть посгросн по схеме па рнс.
4.6,з (двойное преобравонвпне по В. И. Юзвннскому). В емжоством преог>разова|слс Пр| "|астота повышается в 1О... 20 раз, чем обсспсчнвастся усиление. В,резнстнэном преобразователе Прз сигнал пеоколько ослабляется, но все же сигнал на выходе оказывается сильнее, чем на входе. Использование общего гстероднпа упрощасг нонструкпню н делает частосу н фазу сигнала на выходе не завнсимымн от нестабильности гетероднна. Возможны трн варианта реализации иивертируюшего преобразователя: 1. Усиленный сигнал выделяется в цепи промежуточной частоты.
ПРомежУточнаЯ частота (нр=(,— 1, значительно выше частоты сигнала (,. Мошность сигнала па выходе усилителя растет при повьнпепиц частоты, т. е. имеет место параметрическое усиление. В то мсе время входная проводимость преобразователя — отрицательпаи, т. е. осуществляется и регенератпвное усиление.
Усилитель этого вида ие имеет широкого распространения вследствие сложности его режима и недостаточной устойчивости. 2. Преобразователь выполнен, как и в предыдущем случае, но нспользуетси только его отрицательная входная проводимость. Нагрузка подключена к входному контуру, с которым соединен и вход преобразователя (отрицательная проводимость хг на рис, 4.29). Колебания нз контура промежуточной частоты непосред- 132 ствеино нс используются, по. эт|>му такой контур называют холостым, а усилитель этого вила — двухконтуриым рсгенеративным.
гс гг„=г — > Г рг т 3. Частота генератора пакачки 1„ близка к удвоенной частоте Усилнваемого сигнала 21",; Разностпаа частота (а𠆆(г — 1, близка к частоте (, и попадает в полосу пропусканця входного контура (рис. 4.30). В этом случае отпадает необходимость в отдельном выходном контуре, так как контуры в цепи преобразователя могут быть объединены (см., например, рис. 4.22). Схема усилителя в этом случае подобна показанной на рис. 4.29, где в качестве элемента с отрицательной проводимостью ( — д) включается варнктор с действующим иа пего источником накачки. Такой усилитель называется одноконтурным регенеративным параметрическим. ь!астоты (, и )ар (рис, 4,30) не должны быть слишком близки, чтобы их можно было раз,)елить после следующего понижаюшего преобразователя в УПЧ. В отличие от рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
