Файл: Грабовски, К. Параметрические усилители и преобразователи с емкостным диодом.pdf

Из сравнения (3.31) и (3.33) видно, что действительные части вход­ ного и выходного импедапсов преобразователя одинаковы.

Представляет интерес условие, при котором усиление преобразо­ вания больше единицы:

На рис. 3.7 зависимость (3.29) представлена как функция дина­ мических добротностей варакторного диода qli0 (параметр) и q0ti (ось абсцисс). Как видно из этого рисунка, уменьшению qi0i на частоте % , т. е. увеличению этой частоты при постоянных параметрах диода, соответствует рост усиления преобразования. Однако при постоянной входной частоте (qlj0 = const) наблюдается (3.29) верхний предел уси­ ления преобразования Ge, равный (1/4) |<7i,o|2i который нельзя прев­ зойти независимо от любой произвольно большой выходной частоты (?o,i~*"0)- На рис. 3.7 пунктирная прямая 7i,o<7o,i & 2,34 связывает точки кривых, в которых усиление преобразования в 2 раза меньше граничного значения.

На рис. 3.8 построен график зависимости (3.28) в функции тех же параметров, что и раньше, для случая согласованных сопротивлений

72

генератора (3.31) и нагрузки (3.33). Как видно из него, в соответствии

достигается при достаточно больших входных частотах, т. е. при <7i,o<7o,i < 1.

В соответствии с (3.27) и (3.28) температура шумов смесителя при

График этой зависимости в функции динамических добротностей

ратуры шума от выходной частоты со^ асимптотически стремятся к ве­ личине TR[l - f (4/|<7li012)]. Однако в любом случае чем меньше частота сигнала со0, тем меньше температура шума преобразователя, .оптими­ зированного по усилению преобразования.

Значения температуры шумов и усиления преобразования, опи­ сываемые зависимостями (3.40) и (3.41), имеют место тогда, когда дей­ ствительная составляющая импеданса нагрузки в соответствии с (2.39)

73

В этом случае на входе преобразователя будет иметь место рассо­ гласование, так как в соответствии с (3.39) и (3.21)

В последних формулах верхний индекс Г означает, что рассмат­ риваемые величины относятся к случаю оптимизации (минимизации)

температуры шума преобразователя. Из этих зависимостей вытекают следующие практические выводы:

1. Минимальная температура шумов преобразователя не зависит от выходной частоты, а следовательно, не зависит от частоты накачки1 ).. Она тем меньше, чем больше динамическая добротность диода qli0, и напротив, увеличивается при росте частоты сигнала. В случае, когда

2. Сопротивление генератора сигнала Rl, необходимое для мини­ мизации температуры шума преобразователя, также не зависит от выходной частоты, а определяется исключительно динамической доб­ ротностью диода на частоте входного сигнала Ift . ol - При выполнении условия (3.44) выражение (3.29) для этого сопротивления упрощается:

74

дается минимум температуры шума преобразователя, от динамической доброт­ ности варакторного диода на сигнальной частоте.

Us

Рис. 3.12. Зависимость обменного усиления преобразования трехчастотного преоб­ разователя с верхней боковой типа модулятора либо демодулятора от динамиче­ ской добротности варакторного диода иа выходной частоте (ось абсцисс) и на сигнальной частоте (параметр), когда температура шума достигает минимума.

•Пунктирная линия отделяет области работы модулятора и демодулятора. Штриховая линия указывает величины динамической добротности диода, при которых усиление преобразова­ ния на 3 56 меньше максимального усиления, достигаемого устройством при добротности, равной нулю (Ш|->-«>).

ности варакторного диода на выходной частоте (ось абсцисс) и на сигнальной частоте (параметр) в случае минимальной температуры шумов преобразователя.

75

3. Усиление преобразования является функцией динамических добротностей диода на обеих частотах и при постоянной частоте вход­ ного сигнала (^1 0 = const) растет с увеличением выходной частоты, стремясь к асимптотической величине

Для определения скорости такого стремления следует найти гра­ ничное значение выходной частоты, сверх которого усиление будет не более чем в 2 раза (3 56) отличаться от асимптотического значения. Из

мого для минимизации температуры шумов, также зависит от динами­ ческой добротности варакторного диода на обеих частотах и в пределе,

и Тте отличаются друг от друга. На практике при проектировании пре­ образователя с определенным коэффициентом усиления решающей является та из оптимизаций, которая имеет большее значение для дан­

Необходимо оценить свойства преобразователя, полученные путем оптимизации двух его различных параметров. Для упрощения оценки целесообразно использовать определенный вид оптимизацции. На рис. 3.14 представлена зависимость отношения оптимального усиле­ ния преобразования Gf к усилению преобразователя G T e , полученного при минимальной температуре шума, от добротности qQiX. Соответст­ вующая аналитическая зависимость, на основе которой построен гра­ фик, в соответствии с (3.29) и (3.41) имеет вид

76