Файл: Радиоприемные устройства учебник..pdf

В соответствии с определением (1.8) и выражением (1.9) коэф­ фициент шума N четырехполюсника получаем равным

Полученное выражение можно использовать для оценки шумовых свойств не только фидера, но и других пассивных элементов — цир­ куляторов, вентилей, ответвителей мощности —вспомогательных эле­ ментов входного тракта СВЧ приемников. При неодинаковых темпе­ ратурах сопротивлений источника сигнала и четырехполюсника (2.82)

тирующей шумовой температуры, приведенной ко входу первого каскада, можно получить следующее выражение:

т. е. шумящему пассивному четырехполюснику (фидер и другие пас­ сивные элементы с потерями), необходимо уменьшать потери энергии в этих цепях.

Список литературы 1

60

3. Усилители радиочастоты

3.1. Общие сведения

Каскад УРЧ состоит из усилительного прибора (УП) и резонансной нагрузки (резонансного контура) (рис. 3.1, а). В качестве усилитель­ ных приборов могут быть использованы: электронная лампа, транзис­ тор, полевой транзистор. Нагрузкой каскада является входное сопро­ тивление следующего каскада.

Применение резонансного контура необходимо для получения час­ тотной избирательности и повышения коэффициента усиления кас­ када. При настройке нагрузки в резонанс на частоте сигнала компен-

Рис. 3.1

сируется вредное влияние распределенной емкости каскада и зна­ чительно увеличивается усиление по сравнению с усилением при не­ резонансной нагрузке. Частотная характеристика каскада приведена на рис. 3.1, б. Она соответствует частотной характеристике контура, который шунтируется сопротивлениями схемы.

Выходное сопротивление усилительного каскада и входное со­ противление следующего каскада шунтируют контур, а это увеличи­ вает его затухание, расширяет полосу пропускания и уменьшает ре­ зонансное сопротивление, что снижает коэффициент усиления каскада. Поэтому связь контура с УП и входом следующего каскада выбирают из условия допустимого увеличения затухания.

Все УП имеют внутреннюю обратную связь, которая наименьшая у ламп. Поэтому величина связи УП с контуром влияет на устойчи­ вость работы каскада. При сильной связи увеличивается коэффициент усиления каскада, что может привести к генерации (самовозбуждению). Следовательно, связь УП с контуром выбирается из двух условий: получения допустимого увеличения затухания контура и обеспечения устойчивой работы каскада.

Лампы и полевые транзисторы имеют относительно большие входное и выходное сопротивления, но связь их с контуром выбирают относи­ тельно небольшой для выполнения условия устойчивой работы кас­ када.

61

Транзисторы имеют относительно малые входное и выходное со­ противления и значительную внутреннюю обратную связь. Поэтому применяют слабую связь с контуром со стороны выхода транзистора и входа следующего каскада.

Для упрощения схемы приемника каскады УРЧ выполняют с од­ ним контуром, а их число не превышает трех-четырех.

УРЧ должен:

—усиливать полезный сигнал,

—снижать коэффициент шума приемника и тем самым повышать его чувствительность,

—обеспечивать избирательность по зеркальному каналу.

Коэффициент шума приемника в основном определяется шумом первых каскадов. Поэтому стараются выполнить каскады УРЧ с малым коэффициентом шума.

УРЧ на лампах и транзисторах применяют на частотах до 1000 МГц. На частотах выше 1000 МГц усилительные свойства ламп и транзисторов ухудшаются и значительно возрастает коэффициент шума. Полевые транзисторы применяют на частотах до 150 МГц.

В большинстве случаев УРЧ работают в диапазоне частот и реже на одной фиксированной частоте.

Рассмотрим основные электрические характеристики УРЧ. Р е з о н а н с н ы й к о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я

(3.1)

где Uвх, £/вых — напряжение на входе и выходе каскада при ре­ зонансе.

Качество каскада тем лучше, чем больше коэффициент усиления и чем он меньше изменяется в диапазоне частот. Для получения боль­ шого коэффициента усиления УРЧ применяют несколько последова­ тельно включенных каскадов. Коэффициент усиления УРЧ

где п — число каскадов.

В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн величину сиг­ нала обычно измеряют в единицах мощности. Поэтому свойства УРЧ

(3.4)

63

где §вх входная проводимость каскада; gH— проводимость на­ грузки, которая равна входной проводимости следующего каскада

8 » — g вх 2-

И з б и р а т е л ь н о с т ь п о з е р к а л ь н о м у к а н а л у показывает, во сколько раз резонансный коэффициент усиления каскада К0 больше коэффициента усиления К на частоте зеркального канала:

Избирательность по зеркальному каналу определяется резонансной кривой каскада.

Избирательность по зеркальному каналу должна обеспечиваться при

если при настройке УРЧ на любую частоту диапазона его характе­ ристики изменяются в допустимых пределах.

Л и н е й н ы е и с к а ж е н и я . Амплитудно-частотные искаже­ ния определяются частотной характеристикой усилителя. Фазо-час­ тотные искажения зависят от нелинейности фазовой характеристики усилителя.

Н е л и н е й н ы е и с к а ж е н и я обусловлены нелинейностью

дения и изменением в допустимых пределах характеристик в процессе нормальной эксплуатации.

Д и н а м и ч е с к и й д и а п а з о н — это отношение макси­ мальной амплитуды входного сигнала UBXмакс, при которой искаже­ ния сигнала допустимы, к (Увх, соответствующему чувствительности приемника: