Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 28
Текст из файла (страница 28)
4.30 для реальных сигналов хаРактеРна пе одна частота (, или (н„а полоса частот. Если спектры сигнала па частотах 1, и )ар будут перекрываться, то после выделения одного из этих спектров части другого, проникшие в полосу пропускапия УПЧ, будут искажать сигналы, т. с. будут действовать как помеха. Особенность этого случая состоит в том, что ток с преобразоваапой частотон проходит через едннс|нецпый контур, к которому подключены прнведенные проводнмосгн нсгочннка н нагрузка. В от.|нчне от схемы на рнг. 4.22 эквнва.
лентной нагрузкой для цреобразователя будет проводнмость а„,,=а>л>1>+агт11. Эта велнчнпа должна зонта н в знаменатель нырэжепня (4.29,а) отрнцательной цроводнмостн преобразователя (варахтора). Поскольк), кроче того, ырр=ю„огрнцательнан проводнмость а = — о>',-' Снр!ап а (4.35) Условие согласования усилителя с нсгочннком спгпала (4.32] нмссг прсжнш| внд, т е, без учетна потерь в контуре а„ а1 т2= аа т,'— а =- О,5 аз. (4.36) Лля выбора т, можно использовать ту жс формулу, |то н в й 4.15, т. е.
т|= = )> а,!2а>>. Несколько нпаче обстоят дело с выбором коэффициента вкл|очспня ть С Учетом зпачепнй а н а„ь нз (4.36) полУчасм а, т2 — а1тз= (ы С~„)>>(а т2+и| тх), откуда (а>т )2 (а>т ) =ы С| нлн иначе (а>тз)2 = аз Са -1-(О 5аз)а. 133 Из итого выражения 4 гла — — Р !(азс Спп)'+ (О 5 Яа)'!!Я~~. Кроме того, из (4.35) а = ыс Сап((о,бяа+ 1 «ос Спр + (О,она) ). Если обозначить «« = 3 ыс Спр)аа (4.37) то послелнее выражение нетрулио представить в воле д = ы С „аП ! + )«г ) + а') .
подставляя зто значение я в (4.34), получаем из яа у'Г+ а'. 4 Отсюла винно, что козффтгпиеит усиления возрастает с увеличением С,а и уме««ьшае«гя с увеличением я„т. е. с расширением полосы пропускания. 4.17. ШУМЫ ОДНОКОНТУРНОГО РЕГЕНЕРАТИВНОГО УСИЛИТЕЛЯ Упрощенная эквивалентная схема усилителя для расчета шумов, соответствующая схеме на рис. 4.29, изображена на рис. 4.3!; в ней проводимости источника и нагрузки д«и дя пересчитаны в резонансную цепь; !4, 1„!з и !4 — шумовые токи. Ток 1, создается источником сигнала, При определении коэффициента шума он должен согласно известной методике (см.
5 1.7, 3.8) соответствовать поступающей на вход мощности от согласованного источника. Усилитель предполагается согласованным с источником, т. е. выполняется условие (4.32), поэтому шум от ветви гпа,д, соответствует условиям расчета коэффициента шума. Согласно (1.5) средний квадрат этого тока !а«=4йТПд,тз«.
Собственным потерям в контуре соответствует шумовой ток !'а= =4йТПда. В теории электронных приборов показывается, что средний квадрат шумового тока диода, определяемый в основном дробовым эффектом, Равен !аз=е!оП, где е — заРЯд электРона, 1„— постоянная слагающая тока диода. Для единообразия этот ток можно записать в виде !Яа=43ТПд и, где дана — условная величина, имеющая размерность проводимости. Это — эквивалент шума диода, зависящий как от !о, так и от других факторов, прояв- Рис. 4.3! !34 ляющнхся в конкретных условиях.
Из равенства 2е!аП=4йТПй~л находим к,,е и!з12лТ, но это значение можно уточнить экспери- ментальной проверкои свойств диода. Шумовой ток 1, возникает во входной цепи последующего уси- лителя н может превышать тепловой ток входной проводимости этого усилителя, рассчитанный по формуле (1.5) при комнатной температуре. Учитывая это, определим средний квадрат тока как )а4=41«ТТПт',йг, где коэффициент у зависит от типа и свойств с те гчющего каскада Мощность шума на выходе пропорциональна среднему квад- рату напряжения шума на колебательном контуре, следовательно, и среднему квадрату тока шума. Поэтому коэффициент шума уси- лителя Ш, можно определить как отношение Шч = ( !4 + !а+ !3+ !4)1 !! .
Подставляя значения токов, получаем Ш, = 1+ Ий. +а..,+ у т,'аа)1ш;аг). С учетом условия согласования (4.32) Ш„= 1+ (й„+д„п+у(0,5д;+и — д„))10,5ям или иначе Шт = 1+ 2 (йн+йап)1йа+у (1+ 2 (й йиИз! ° (4.38) Выражение в квадратных скобках в (4.38) есть коэффициент усиления по мощности Кр. Действительно, согласно рис. 4.29 мощность, подводимая к усилителю от источника сигнала, Р„=13аи(йи — й+тяайз), а мощность, поступающая в нагрузку, Р, „=(!за«ваада.
Но из условия согласования (4.36) лтаа =0,5д,+д — йа и да — д+пт'ада=0,5яа; следовательно, Рама!Рая= .=)(и= (0,5йа+д — йа)/О 5да. Поэтому (4.38) можно записать в виде Ш. =!+у" +2(аи+а")1а' Коэффициент шума усилителя вместе с последующими каска- дами. имеющими коэффициент шума Ш„, найдем по формуле (!.26), которая прп согласовании между каскадами принимает вид Ш=Ш +(Ш,— 1)!Кл, Из (4.38) видно, что коэффициент шума может увеличиваться пз-за шумового тока !4, характеризуемого коэффициентом у. Сильное влияние этого тока обусловлено тем, что в усилителе вход и выход связаны.
Шум из выходной цепи поступает в уси- литель и усиливается в нем, как и принимаемый сигнал. Чтобы избежать усиления шумов из выходной цепи, необходимо предот- вратить их действие на усилитель. Распространенный способ ре- шения этой задачи состоит в соединении входной и выходной це- пей с усилителем через циркуляторы. !35 Упрощенная схема, поясняющая построение усилителя с циркуляторамн, лапа на рис. 4.32. Принимаемый сигнал поступает в резонатор Р, в котором находится варактор„ через циркулятор Ц,. К резонатору подводятся также колебания от генератора накачки ГН. Сигнал по тому же волноволу проходит в циркулятор Ц, н через него в циркулятор Цм а с выхода Ц; — на выход ланного усилителя и на вход последуя>щего. Шумы н отраженные колебания, которые будут со стороны выхода проходить в обратном направлении к циркулятору Ц>, нс попадут в усилитель; онн будут поглощены нагрузкой Н. Благодаря циркуляторам усилитель становится невзапмным и появляется возможность последовательного усиления в нескольких каскадах.
На рис. 4,33 приведена схема лвухкаскадного усилителя с охлаждением первого каскада. Сигнал по волиоводу В, подводится к Ц, и через него поступает в первый каскад усилителя ПУ . К усилителю по волноводу В> поступает и сигнал от генератора накачки ГН. Усиленный сигнал через волновод В> и фильтр Ф< полается на циркулятор Ц>. Фильтр Ф, пропускает сигнал и задерживает проникающие в В» колебания от генератора накачки, а также шум побочных каналов.
Далее сигнал через аналогичный фильтр Ф> и циркулятор Ц> поступает во второй каскад усилите- ля. Колебания от ГН к этому ка»зхо> дь>»эс> ( скаду подаются через волповод В». Через фильтр Ф, и циркулятор Ц» сигнал, усиленный вторым каскадом, подается на понижающий частоту лнодный прсобразо- Р -М~- за~ель Пр с гстеродннс>м Г, а с н выхола Пр — на УПЧ. Отра>ксн- ные волны в Ц> и Ц, поглощаюг- Рис. 4.32 ся нагрузками Н..
В некоторых конструкциях число каскадов усилителя составляет три, четыре и более, причем охлаждаются несколько первых каскадов. Для предельного уменыпения шумов первый каскад и связшн<ые с иим цепи, вкл<очая циркулятор Ць охлажда<отся путем помещения в лвоиш>й сосуд Дшоара г >хил<си>» гслием (Нс) н жилки и азотом (х)) . 4.18. КОЭ<!>ФИЦИЕНТ УСИ/! ЕНИЯ УСИЛ1'!ТЕЛЯ С ЦИРКУЛЯТОРОМ Благодаря тому, что в усилителе с циркулятором нагрузка не оказывает обратного влияния на ток от источника сигнала, коэффициент усиления больше, чем в регенератнвном усилителе, рассмотренном в $ 4.15 (формула (4.34)1. При идеальном согласовании на входе усилителя входное напряжение, как и в рассмотренных раисе случаях, Ц„=0,5Е, )> д~~д~, глс в данном случае >7> — входное (волновое) сопротивление волновода, соединя<ощего источник сигнала с цнркулятором Ць Этому напряжению соответствует ток /„„= (/,.д>, который подводится и к резонатору Р; с учетом потерь в волноводе п цнркуляторе ои будет равен Е, 0,5 )>у<у>(«, гле (><» 1.
Будем считать входные проволимостн всех волноводных входов циркуляторов равнымн й>. Прн коэффициенте включения резонатора к волноводу, илущему от циркулятора, равном т, и без учета собственных потерь резонатора проводимость резонатора иа частоте настройки д,=д>т> — д, Следовательно, при заданнол полосе пропускання, которой соответствует определенное значе° », -> <».>»<<»« <ц»" резонаторе, (/>=/»»т/д, Обратно в цпркулятор Ц, будет поступать напряжение т(/„, а на выходе всего усилителя, т.
е. на выходе цнркулятора Ц>, получим напряжение т(/„5», гле 5> учнть<- вает дальнейшие потери в обоих цпркуляторах и соединительных волноводах. Следовательно, в этом случае в отличие от 3 4.!5, (/.„,„=-0,5 ! й'<»>>(1<т'()>///,, С учетом значения >и резонансный коэффициент усиления — 5)>'г — ' 1, ~,(1+ ) или иначе /<,=0,5)> Л<///>и», г,<е х» — — р<5>(1+к/й»).
Вводя, как и в $ 4.15, условие отсутствия самовозбуждения, можно написать Рис. 4.33 136 х, = р< р,(1 + Л), Прн использовании цепей с малымп потерями коэффициенты (1< и (> немногим меньше единицы. Сравнение х» и х> показывает, что благодаря циркулятору коэффициент усиления заметно возрастает (при отсутствии потерь — примерно в два раза).
'137 т.„~имх ив. Г-с > г~Г г> Рис. б.! 138 Глава 5 ДЕТЕКТОРЫ РАДИОСИГНАЛОВ 5.1. ВИДЫ ДЕТЕКТОРОВ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМПЛИТУДНЫХ ДЕТЕКТОРОВ Детекторы преобразу>от принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствующее передаваемому сообщению. В зависимости от вида модуляции различа>от амплитудные, частотные и фазовые детекторы.
Амплитудное детектирование возможно при помощи нелинейных цепей или синхронных детекторов. Детекторы с нелинейными элементамн (НЭ, рис. 5.1,а) как более простые получили преимущественное применение. Пусть на входе действует амплитулномодулированнос напряжение при модуляции одним тоном (рнс. 5.1,6) и„, = и,(! + тсозо !) созв!. (5.1) Спектр этого колсбания представлен на рис. 5.!вь На нагрузке детектора выделится напряжение, которое содержит постоянную и перемеииу1о составляющие вида рис. 5.!,в.
Полезным результатом детектирования является составляющая и,, = ип соз Й !. (5.2)' Спектр напряжения на выходе детектора показан на рис. 5.1,д. Синхронное детектирование осуществляется путем умножения сигнала (5.1) на опорное напряжение и„=и,„сов в!. Получае- мое з результате напряжение и„„,„= А(1+ . ) (, = А(1+ тсозй!) (0,5+ +,особ в ) О, ' ' 2 !) содержит составля!ошую с частотой в, р фильтра ф льтром нижних частот.
Оставшаяся после ф ° р ования ви- составляющая содержит полезный результат детектирова п обТехнические решен ешения для синхронного детектирования од т ты, п ичем роль гете- ны р применяемым для преобразования частоты, причем роль г я вместо родинного напря яжения выполняет опорное напряжение, а ается ильт фильтра про межуточной частоты на выходе включ ф Р нижних частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
