Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 19
Текст из файла (страница 19)
так что многообразие сочетаний их свойств и технических парамез ров приводит к разработке множества различных моделей каждой фирмой-производителем. В качестве основных категорий (рис. 2.35) обычно выделяют фундаментальные параметры, назначение, конструкгивное выполнение, технологию изготовления активных элементов, Усилители общего применения характеризуются фунлачентальными иараиенграми (полоса частот, шумовые свойства, мощность в нагрузке, коэффициент усиления, уровень продуктов нелинейных преобразований). Экономичные усилители оптимизируются по энергетическому КПД. Выгокоеулыение может быть реализовано в одном усилительном модуле, а каскалируечые усилители имеют одинаковые входное и выходное сопротивления и могут быть включены последовательно. В тправяяечык усилителях коэффициент усиления может изменяться внешним аналоговым или цифровым сигназоч.
Высокодинейные усилители отличаются широким динамическим диапазоном линейности. а ограничиваюи!ие — используют режим насыщения, например. для снижения влияния мешающих вариаций мощности входного сигнача. Для однокаскадных узлов иногда указывают класс по отсечке тока: А — работа на линейном участке характеристики без Х СС х М л :й Ф Р л о Б с й Ф ,й Е $ Ж Ю Е С~ Е б ж х 3 х Р 111 Б Б М о » 1- о ~2 О ы я~ < ~~„ а ~' ~О о~ х~~ Е Е И Е 3 о 4 а Х м м о о Л Ю ю с С % ж й я ы в Ф о ь 6 х в' Ф о М В Я й О Я . рабьь ьья тзьчь;а к.ь ьььвьььььье!ье.ьььььсььььоььь ' ьаська г тьгььж. оьссчкк 90''', АВ -.
вблизи точки инкьраьшя (угол оьссчкк больше 90 ), С уьод оьсе ьюь манюне 90', Д -- к,кочевой режим усььленкя. Прк оценке уровня мощкостк усилителя необходимо учитывать его рабочую частоту. При повышении рабочен частоты сокращаются геометрические размеры колебательной системы, увеличивается ьюверхносткая и объемная плотность энергии, усложняется своевременный оьвод рассеиваеъього тепла. Поэтому достижимый для узла уровень выходной высокочастотной мощности обратно пропорционален примерно квалрату рабочей частоты для жданных типа активного элемента н ьехнологии отвода тепла. Суммироваььие высокочастоьных колебаний от нескольких ьвердотельных активных элементов позволяет повысить уровень выходной мощности, но возникаюь сложности с конструкцией и КПД устройств разветвления и суммирования, с обеспечением фазовой идентичности суммируемых каналов и с предоьвращением паразитного самовазбуждения.
Ввиду изложенного для диапазона ДМВ условной границей каскадов болььнай мощности считают !00 Вт, для коротковолновой части диапазона СМ — 1О Вт, а для частот ьюрядка 50 ГГц высокой следует считать мощность свыше 1 Вт. По критерию низничення выделяют двьнаььривленььые усилители, в которых сиь над передатчика усиливается по мощности и передается в антенну, а сигнал от антенны через те же соединители посгугает на малашумяьций усилитель и затем в приемник. Преобризукь ьь(ьье сопротивление (траксимпеланскые) усилители преобразуют вхозной ток в напряжение; они используются, например, лля согласоваьььья СВЧ-входа волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с лазерным диодом или фотодетектора с СВЧ-выходом; такие усилители обычно используют режим насыщения. Специатизировоьшые усилители выпускаются для радиосистемы конкретного стандарта с выделенной дзя него полосой частот (СьРЬ, 1ЕЕЕ 802.11, %(Рь, %ЕАХ, б4(.1АМ и др.).
В спутниковой аппаратуре находит применение комбинированный узел Ггопь-епд — — предварительный малошумящий усилитель в комбинации с преобразователем полосы частот вниз. Поирььфии!пющие усилители (как вариант оперпционныя) применяются в трактах промежуточной частоты для сжатия динамического диапазока мощности входноьо сигнала или для организации автоматической регулировки уровня выходной мощности; гьзя таких усилителей характерным является наличие интервала мощности входного сигььала Р,„.
в котором лысеет место ф)'икцкаиальная зависимость Р ° Р =-.А 18(Р„ь'Р, ьль1 гдеА --коэффициент. Критерий ьингьярукьпнвни о влнилинення характеризует лшссогабаритные и присоелинительные показатели: бескорпусное исььолне- нне. ногти ж!юг 1ь по! епхнос! ного мо~гт оха и..н сосни..синя с мнк!то -. ° полосковой лю!ней, необхо ~ммость применения илн огсу1с1внс :;-. вншцннх блокнрово ~ных злсмен ~ов и цепей гида ~н питакнтгсго напряженна, вид соединителя, тип корпуса .игтдутя, блочную кон- ':,.' :'.;струкцню с коаксиальнымн нлн полноводными соединителями.
Технология активного заененгиа (Ат) определяет параметры ,'.,'.,источников питания и условия применения усилителей. для твердо- :::!,::."тельных узлов наряду с биполярными транзисторами (БТ) активно ;!':.;:.развиваются технологии на основе новых полупроводниковых мате- -"' риалов Б!Ое, ОаАз, 1пОаР, рНЕМТ, НЕЕТ, РНЕМТ и др.
При необхо- :;:;::.,димости обеспечения высокой выходной мощности находят применение вакуумные усилительные приборы СВЧ -- ютгюнчтоды, ' 'пролетные кннтроны, усиди~ели ма!не!ровного типа — игцыитроны, заппы бе, !щей вгмны !ЛБо) типа О и типа М с различными вариантами замедляющих систем Твердотельные усилители СВЧ-сигналов малой и средней мощности ::.: различных модификаций производят многие фирмы. Можно выделить :,; Гсм. приложение) следующие интернет-ресурсы фирм, выпускающих наиболее конкурентоспособные изделия названного типа и и ч.аетйегсопип.сот, взтита)ое!ес.
согп, и и ч.а!пр1!пупе! пс.сот, ч ч и.ашегащр,сот, ив в.ашрй!есЬ.сот, ив в.апгр!цзсогп зк. вивиана!он.согп„ввитаг1апгесгГсопт, и вв септе1!ах.сот, ивтчсептех.сот, ииитс)аов!ге!езз.согп, ичтчсптас.согпlгпт, ч и и! срй.сопт, в и'и. Йа!со.согп, в визг)е)тапнсговаче.согп, ввв его ров еггГсопт, ч ч в.евши аче.согп, ч вч.еуа!-ешйсопг, ввийегьеугпгеговаче.сот, вивт!!пгесй.сот, вив.гпасопьсот, ввв.гпахйтт-1с.сот, ввв.пнсгап.щ, ввв.пт!гп!хЬгоаг!Ьапг).сов, ввчмпотого1а.солт, и ч ч.опяепц.сот, ввчт.регеяг!пе-зе!пйсопт, вч ч.р1апаппопо1!!Ь!са.согп, тчвв.ро1уГе!.согп, вщв.гГтд.солт, витчггхгесЬ.сов, ччв.ьЬГг)е, ччв.в!1аЬз.согп, ввв.згеа!тйпйсгоч аче.сопн ч и иле!е-гесЬ-гбсот, вввдйсош, вввцпроцнй!оЬа!.со, ви в.цгпз-каая.солт, ив итюяЬау,сот, ив в.вел!ей.сот, в ив.ч).соуп, ввчтхсопцп.сот.
Рассмотрим подробнее некоторые категории усилителей СВЧ. 2.3.1. Малощумящне усилители Малошумящие усилители предназначены лля использования во ,""::-входных цепях усиления слабых сигналов в смеси с шумом в ограни;:.::.,ченном диапазоне частот. К малошумящим обычно относят усили::..' тели, имеющие )тР' < 4 ь5 дБ. Достижимое значение аозффнциента :,.:. Шума существенно зависит от .значений верхней граничной частоты ,'...',Г „выходной мощности Р!ть и температуры окружающей среды.
В табл. 2.9 приведены характеристики некоторых моделей с понижен- !!3 х хх. -ы Б Й Б = О х а х й а (ь 1 1К -' ь !ь ь ~х = (й 'О Я)у 1~г1 О 5Е О )-О 3 'х 1х Е О О О О 115 1--~---+-, '- — -~- — ~ — à — ~- — ~--~ — + — -+ — ", = О ОХХ '. -~- а х- 2 5 'Фх ~~2 3 х х х хь х 'х х о ХО. х х. 'х ЪХ О ~22 х Э О ;„- х х х Ы .": х. й Ъ О. О х Х х Д "ь х 'х Ф х с. х х ) О Х О х О Х х О х О = х, О х . х "хх :й ах Е О х Яь О О 'х х х й ха х х 1 О х — 3. *ь 'х х х к а~ 3 х О х ' х' х. ь х х х х О х аО х х Х О.
хО х=,.. О-,Х '"! о х с Е х "Ба 'О ° Б Б О х йхЯ О х ЙО О х ным уровнем собс~вснио~о шума Ввиду болыиого рапюобращ.. фирм производителей таких изделий (36) рассмотрим их свойства на примере фирм «Нпйге»„«МшьС~гсцйь», «М!ген» и некоторых других, Прн значении выходной мощности линейного режима Р„ьж!аь менее !12 дБмВт малошумящие модели усилителей производства «Н!цйе» различаются интервалом рабочих частот, оформлением корпуса, наличием встроенного шунтируюшего переключателя (Ву Раза) --.
НМС373БИ, НМС49Н.РЗ, малошумяшими свойствами при повышенной мощное~и (НМС356(.РЗ). Малошумящий усилитель НМС462(.Р5 на полевом транзисгоре обеспечивает в полосе частот от 2 до 20 ГГц коэффициент усиления не менее 13 лБ с коэффициентом шума 2,5 дБ (на частоте 10 ГГц) при Р„,„! зь — 14,5 лБмВт; он содержит встроенные блокировочные разделительные конденсаторы по входу и выходу, потребляет 65- -73 мА от источника питания напряжением от «4,5 до г8,5 В, согласуется с активным сопротивлением 50 Ом по входу и выходу, размещен в корпусе размером 5х5х! мм, имеет тепловое сопротивление 20 "С'Вт, функционирует в диапазоне температур от -40 до «85 "С, Аналогичная по электрическим параметрам модель НМС462 имеет бескорпусное исполнение (Сй!р) с размерами 3,1«1,4х0,1 мм.
Сверхмалошумящий усилитель НМС356БРЗ в полосе частот 0.35 — 0,55 ГГц обеспечивает коэффициент усиления 17 дБ с коэффициентом шума менее 1 дБ прн Р, „! в =-+21 дбмВт. Он отличается слабой чувствительностью коэффициента усиления к вариациям тем. пературы (0,0032 дБ,"С) и потребляет ток 104 мА от источника питания с напряжением +5 В.
Для диапазона частот 12--17 ГГц предназначен каскадируемый малошумящий усилитель НМС490 (табл. 2.10), обеспечивающий бо = 27 дБ при коэффициенте шума 2 дБ с Р„„„!лв = +26 дБмВт. Он потребляет ток 200 мА от источника питания напряжением +5 В и имеет бескорпусное исполнение с размерами 1,5«2,8 мм. Малошумящий усилитель НМС519 обеспечивает в полосе частот 18-- 32 ГГц коэффициент усиления 15 дБ при коэффициенте шума 2,8 дБ с Рвых!яв ~10 дБмВт, Сдвоенные Б!Ое-усилители НМС471М$8О для полосы частот от постоянного тока до 5 ГГц обеспечивают усиление 15 — 20 дБ в каждом из каналов с коэффициентом шума 3,2 лБ н мощностью Р,м„!,в до +20 дБмВт.
усилители питакпся от источника с напряжением от +6 до , 12 В, их можно каскалировать, микросхема размещена в 8-выводном корпусе объемом 15 мм . 3 1!6 с 118 с» с с сО > Ж с с сс с с с с с :с с с с у -с с с с с с с. с с с с сС Б сс с с' с = с сс с % с с с с с с Б 'й' с с сс с. с с с с с о с с Т с с с с. '= с с с. д с , ° с Б с с. 1И Ы;1 Й з с с 'с й с о'= с ! с сЯ с Й к с,с с с с -Ь с й' х Малоштмяишй бсскорггсаюй уснлиое сь НМС263 диалазона 24--- ',.3о' П'ц имеет ко~ффис1исн~ усиления 22 дБ при козффиниензе шума ,;менее 2 дб и выходнои мощносзи Р,м„1 1- = ь5 дБмВц он исжреб,ляет ток 5Б мА от источ1шка питания с напряжением «3 В.
Арсения-галлиевый усилитель модели НМС-АЕН509 производ- ства фирчы «Н(011е» (рис. 2.36) субмиллиметрового диапазона имеет 'рабочую полосу частот 71---86 ГГц, коэффициент усиления 14 дБ и :.выходную мощность Р„„„1 „Б — 7 дБчВт. Его бескорпусная конструк:;ция размещена на подложке размером 3,1к1,6 чм, усилитель нотрео- ляет ток 50 мА от источника с напряжением -'2 В; входное и выход(ное сопротивления согласованы с активной нагрузкой 50 Ом Значение коэффициента шума (2УР = 4--5 дБ) чрезвычайно низкое 'для указанных частот. По ширине рабочей полосы частот ВИ' =- :: = 15 ГГц эта молель не имеет аналогов.
Малошумящий октавный усилитель НМС392СС4 диапазона 3,5— :,7 ГГц отличается удачным сочетаниегч небольшого уровня шума ,(Жг =- 2,4 дБ) и высокой допустимой неискаженной мощности. Сверхширокополосные усилители фирмы «Нанев с распределенным ',усилением обеспечивакп режим малошумящего усиления в полосе частот от 2 до 20 ГГц. Микросхемы НМС465 и НМС463ЕР5 включакст в себя цепи для управления коэффициентом усиления (режим Аизотайс Оа(п Соп1го) — — АОС). Усилитель НМС465 выполнен на арсенид-галлиевом полевом транзисторе, обеспечивает коэффициент ,усиления 17 дБ с коэффициентом шума 2,5 дБ в сверхшнрокой полосе ЛТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
