Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Состав спектра определяется структурной схемой сиитеазторз и должен удовлетворять весьма жестким требованиям уровень побочных составляюшик должен быть ниже уровня основного колебания иа 60 . 80, з иногда и 100 дБ Наиболее трудно фильтровать ближайшие к рабочей частоте состзвляюшие сетки, причем с уменьшением ее шага эти трудности возрастают Рнг Убз, Импульсы тока коллектора активного элемента усилителя иошности, модулированные губгзрмоиикой с коэффиписнтом модуляции, ббльшнм коэффипиеитз моду- ляпин напряжения возбуждения при 0 (90а ЗБ.З. ИЗЛУЧЕНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ПДРДЗИТНОР МОДУЛЯЦИЕЙ, И ШУМОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ зза Влияние пульсаций переменных питающих напряжений, переменных внешних полей, механических вибраций и акустических воздействий вызывает модуляцию частоты и амплитуды колебаний и появление побочных излучений о частотами, обычно расположенными весьма близко к несущей. Возникая в возбудителях, эти виды модуляции могут преобразовываться, углубляться последующими каскадами и создавать значительный уровень побочных излучений.
Для их ослабления следует уменьшать как уровень самих воздействий, так и степень их влияния на параметры колебаний. За меру действия каждого фактора на амплитуду и фазу (частоту) колебаний принимактт отношение возмущения амплитуды (фазы, частоты) к изменению модулирующего параметра. Эти величины оценивают теоретически и исследуют экспериментально, а затем предъявляют требования к устройствам защиты передатчика от этих воздействий. П[умовое излучение передатчика связано с флуктуациями токов и напряжений в элементах передатчика (особенно е АЭ).
Оцепим уровень еобатвеииых шу. мов усилительного и умиожительиого каскадов, полагая, что протекание тока в цепи коллектора АЭсопровождаетея полным дробовым шумом. В этом случае при Ее ) Е' н отсутствии возбуждения ток в цепи коллектора равен сумме повтоянного тока (к и шумового тока 1, со спектральной плотиоетью хг(ш) = = 2е(К, где е — заряд влектроиа. Спектральная плотиоеть 6 (ы) шумового напряжения иш РО на нагрузке Хк Ош) равна Ее (ш) = 1Хк Оы)1'Зз (ы).
(26. 1» При действии напряжения возбуждения тон Гк придется и ппумовой тои будет периодически иеетациоиариым процессом. Орсдеин ее период(хшые) епект ральиая плотность его е(ко' [26. 2) Уровень шума на выходе усилителя обычно характеризуется отношением р, (О) спектральной плотности нш (О нз расстоянииЙ от рабочей чзвтоты ые я квадрату амплитуды колебательного напряжения ка нагрузке. В еоответствин с (26.ГЬ (26.2) ))Хк()ыэ+Рд) Р 2ыке Рш (Г)) =, з <26.
3) 1х, ()ыз) 16 1к~ длн однокоитуриой настроенной нагрузки пря 0 < ые еправедлнво приблнжениое выражение Хк Оыз + 1Г))(Ха Оые) ~ 1( (1+ 1ОТк), где Те = 20пlше— поетояииая времени нагруженного контура. С учетом того> что (Кг((це нз (О), выражение (26.3) приводитея к виду ! .2з (26.4] Из (26,4) видно, что соотношение шум-сигнал обратно пропорционально (кю Оио оказывается самым большим в маломощных каскадах, и в частности, в усилителе, включенном поела задающего генератора.
Оценим р (0), полагая (к, — — 10 мА (значение, типичное для као. кадое, включаемых после автогенератора). Положим 6 = 90', тогда и, (О) ж 1,6, и поскольку н = 1„6 1О"хз Кл, р (О) 2 10 тт Гц г = — !67 дБ(Гц Таким образом, мощность шума рассматриваемого усилителя в полосе 1 Гц при малых расстройках от ше на 167 дБ ниже мощности основ- ного колебания. Рассуждая аналогично, можно оценить отношение шум-сигнал Р м дла УмножителЯ частоты с кРатностью Ф) р„„(О) = 2 (д„(В) 7„„. (26.5) При том же импульсе тока АЭ, что и в усилителе, и оптимальных углах отсечки для удвоителей и утроителей частоты получим р, (О) = — 163 дБ!Гц, р з (0) = — 161 дБ(Гц.
Эти значения представляются небольшими, но следует иметь в виду, что при прохождении через последующие нелинейные каскады отно- сительный уровень шума может возрасти. Чтобы выяснить, как изме- няется относительный уровень шума при прохождении через нелиней- ный усилительный или умножнтельный каскад, необходимо учесть, что случайные изменения амплитуды н фазы входного колебания преобразуются по-разному. Поэтому необходимо сначала определить амплитудные н фазовые флуктуации суммы ит (/) колебания и„(() ° = (/, соз вз( н шума и „(() на входе каскада, следующего за кафкадом, шумы которого вызвали появление иш, Щ, о,и,1 (~в и (1)=и !+ ~сотов — й/ 51пдгв ча кл Ь ~ з ч вх вх (26.6) Сравнивая (26.8) с (26.6), видим, что при умножении частоты на й/ относительные флуктуации синфазной составляющей на выходе в о„/Я„раз больше, чем на входе, а относительные флуктуации квадратурной составляющей возрастают в й/ раз.
Хотя отношение о„,/5м зависит от выбора угла огсечки и обычно меньше, чем й/, для грубых оценок можно положить ал/о'и = А/. Тогда получается, что относительные флуктуации выходного напряжения умножителя в А/ раз превосходят относительные флуктуации входного, а относительная :чектральная плотность шумовой составляющей напряжения на 20 )д й/ децибел выше относительного шума на входе. Поэтому если частота выходного колебании усилителя в рассмотренном при. мере умиожаетсв в 100 рав, то относительный уровень шума ив выходе возрастает на Фо дБ н будет составлять -127 дБ/Гц.
Это значение желательно иа пре- 368 Узкополосный процесо иввт (О = 1/а (1) соз взг — ив (1) з)п вз/. где и (1) и У, (1) — случайно меняющиеся амплитуды соответственно сиифаа- иой н квадРатУРной с иа (1) составлающих шУмз, сложим с ив (1) и пРедставим полученную сумму в виде колебаиив с флуктуирующими амйлнтудой и фазой их (1) = ивх (1) +ив вх (1) = Увх Н1+ Уе/Увх) соз ве/ — (У,/Увх) ми вз/) =(У,„+ Уф) соз (в,/+ грф). (26.6) Здесь иф и Чф — флуктуации амплитуды и фазы, вызванные добавлением шума з з а и в„(1). Длк малых значений средних квадратов отношений У~/Ухт и Уз/Увх с достаточной точностью справедливы равенства иф = и, (1), рф = и, (1)/иию (26.7) таким образом, по величинам Уе (1) и и, (1), которые ивходптсв через известиыв характеристики и,„вх (1), получим Уф (1) и грф (1), Если колебание их (1) подает- ск из вход АЭ умиожителв частоты из Ф, то )т'-и гармоника коллекториого тока АЭ может быть записана в виде гцзг= /Км (ива+Уф) соз (двз1+Апрф) (/К~+о иф) соз Фв 1— — /цм А1 уф з|п/твз/, где ом = (г//ки/г/ивх) — локальиап крутизна характеристики /км (Увх) (длк Аг = 1, см, рис.
3.13). Если рассматривать флуктуации со спектральными состзвлвющимн, час- тоты которых меньше четверти полосы контура, настроенного иа частоту /увз, то иапрвжеине иам нв ием можно записать в вийе йхь (1) = дкм /клг, где /тчм — резонансное сопротивление контура умиожитела. Обозначая йцн ~ /т „/нт, 5, /Кл/ивх, полУчаем вышать, чтобы ие ухудшить чуаствихельиость приема иа частотах, близких и несущей. При умиожеиии частоты в 1000 раз отиосительиый шум, виосимый первым буфериым усилителем, составит — 107 дБ)гп, т.
е. шумовые характеристики такого передатчика будут еще иа 20 дБ хуже. Приведенные оценки уровня шумов являются ориентировочными. п)а В лампах и полевых транзисторах относительный уровень спектральной плотности шума при малых расстройках относительно частоты основных колебаний может быть ниже названного на 3 ... 10 дБ, в биполярных транзисторах, если не приняты специальные меры, на 3 ... !О дБ выше. Кроме этих шумов, обычно связанных с природой процессов токопрохождения и потому называемых естественными, в АЭ существует избыточный шум. В отсутствие напряжения возбуждения его спектр расположен обычно в области низких частот.
Он превышает спектр естественных шумов на частотах ниже некоторой граничной ш, „р, Обычно ш„,р)2п = !О ... !00 кГц. С уменьшением ш спектральная плотность избыточного шума растет как 1)ш. При действии возбуждения этот шум оказывается периодически нестационарным с периодом 2п)ша и имеет спектральные сосгавляющие, лежащие вблизи ш и убывающие с отклонением ь) от ш, по закону 1)Й. Его вклад оказывается заметным при Й ( ш„„р, а расчет должен основываться на результатах измерения избыточного шума АЭ.
Спектр шумового излучения при работе передатчика без модуляции и идеальном (нешумящем) задающем автогенераторе (рис. 26А) соответствует случаю, когда ш„„р меньше полуширины полосы пропускання коллекториой ЦС первого шумящего усилителя. 2ь.а. ПАРдзитные и интеРадОдуляциОнные излучения Паразитные излучения связаны с неустойчивой работой отдельных каскадов передатчика или передатчика в целом (см. гл.
25). В худшем случае они проявляются в виде излучения паразитного колебания, частота которого определяется параметрами элементов, входящих в цепь паразитной генерации. Спектр паразитного излучения услож. няется, если возбуждаются колебания в промежуточном каскаде и оно взаимодействует с основным через нелинейные элементы последующих каскадов. В ряде случаев это излучение происходит только при наличии напряжения возбуждения основной частоты. Подавление паразитных колебаний является одной из важных и часто трудных задач наладки передатчика. Сущность методов их устранения сводится к тому, чтобы нарушить условия самовозбуждения таких колебаний. Интермодуляционные излучения возникают из-за нежелательных электромагнитных связей с другими передатчиками и взаимодействия зьэ ошгшного и наведенного напряжения на нелинейных элементах передатчика.
Чаще всего они появляются при работе нескольких передатчиков на одну антенну или при близко расположенных антеннах. Для подавления их нужно сначала выявить канал, по которому наведенное колебание проникает на нелинейные элементы, а затем принять меры по его устранению |введением фильтров, экранировкой и т. д). ГЛАВА 27. КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ОПТИЧЕСКОГО И СВЧ ДИАПАЗОНОВ ВОЛН ДЛЯ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ 27Л. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КВАНТОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В |енераторах на обычных электронных приборах, таких, как лампы, транзисторы, клисгроны, магнетроны, ЛБВ и т.
д., электромагнитные колебания поддерживаются за счет кинетической энергии заряженных частиц. В квантовых генераторах, используется избыток внутренней энергии атомов, молекул или ионов, которые в дальнейшем будем называть микрочастицами. Избыточная энергия микрочастицам передается от специальных источников возбуждения — устройств накачки, которые можно рассматривать как аналоги источников питания обычных электронных приборов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
