Главная  Носители тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

рые подсоединены к линии передачи с волновым сопротивлением Zo. Такая конструкция симметрична, но равно возможны и асимметричные варианты. Для большего удобства весьма желательно согласовать трубку с линией передачи в широкой полосе частот. Частично это может быть достигнуто подбором разрядного тока.

В последнем случае не очевидно, что шумовая температура разряда равна электронной температуре, так как вектор электрического поля ориентирован здесь в основном вдоль оси трубки. Поэтому прежде чем использовать источник шума, целесообразно его прокалибровать. При сохранении широкополосного согласования свойства источника остаются практически постоянными.

4.2. УСИЛИТЕЛИ И ДЕТЕКТОРЫ

А. Предварительный усилитель

Желательно, чтобы предварительный усилитель был широкополосным и малошумящим. Обсудим эти требования более детально.

Простой широкополосный усилитель, пригодный для частот вплоть до 50 Мгц (рис. АА,а), состоит из каскодной ступени и катодного повторителя. В нашем примере использованы вакуумные лампы, однако с тем же успехом можно применить и полевые транзисторы (ПТ). Последние, известные под названием полевых тетродов, имеют то же преимущество, что и каскодные ступени, и уже освоены промышленностью. Для расширения полосы пропускания в цепях межкаскадной связи используется параллельная коррекция. Лучше всего применять в таком усилителе нувисторы и полевые транзисторы с высокой крутизной gm- Для достижения более высокого коэффициента усиления имеет смысл включать две таких ступени последовательно.

Устройство имеет низкое эквивалентное шумовое сопротивление: порядка 2,5/gm для триодов и около 0,7/gm для ПТ, где gm-крутизна. Включая несколько каскадов параллельно, можно еще более снизить эквивалентное шумовое сопротивление. Ограничением здесь является рост входной емкости и увеличение наведенного сеточ-



к следующему каскаду




Рис. 4.4. Малошумящие усилители:

а - широкополосный на вакуумных лампах (могут быть заменены полевыми транзисторами); б - транзисторный, имеющий небольшое шумовое сопротивление прн работе от низкоомного источника сигнала. 1

ного шума (или наведенного шума затвора). Без особого труда достигается пятикратный выигрыш, так что на частотах выше 10 кгц возможна реализация шумовых сопротивлений порядка 40 ом.

На высокочастотной границе полосы пропускания наблюдается некоторое ухудшение параметров из-за наведенного сеточного шума в триодах или наведенного шума затвора в ПТ, так как наведенный шум изменяется пропорционально квадрату частоты. Создается впечатление, что не так-то просто обеспечить дальнейшее улучшение параметров вакуумных триодов с высокой крутизной gm- в то Же время положение с ПТ более обнадеживающее, тар как можно использовать полевые



транзисторы с оолее короткими каналами и, следовательно, с меньшими значениями емкости затвор - исток Cgs. Наведенный шум затвора в этих приборах пропорционален wCg, (гл. 5), так что решительное уменьшение Cgs может обеспечить значительное улучшение параметров.

Можно было бы полагать, что биполярные транзисторы здесь также применимы. К сожалению, им свойственен базовый ток, с которым связан шум базы. Это обстоятельство приводит к точно такому же нежелательному эффекту, как и наведенный шум сетки или затвора, хотя частотные зависимости и разные. Тем не менее, если использовать р-п-р транзисторы с очень большим коэффициентом усиления по току hps и с очень низким сопротивлением базы Гь, то при низкоомном входном источнике такая схема (рис. 4.4,6) была бы весьма привлекательной. На частотах выше 1 кгц достижимы эквивалентные шумовые сопротивления меньше 100 ом. Соответственно, включая десять таких транзисторов параллельно, можно получить эквивалентное шумовое сопротивление всего лишь в 10 ом. Недостатком, как и ранее, является большая входная емкость, вызванная обратной связью (Miller effect). К тому же эта обратная связь через емкость коллектор - база затрудняет ряд шумовых измерений (п. А § 4.3). И все же во многих случаях схема на рис. 4.4,6 представляет интерес.

На низких частотах во всех схемах наблюдается увеличение эквивалентного шумового сопротивления из-за влияния фликкер-эффекта, так как последний характеризуется шумовым спектром вида I . Тщательно отобранные вакуумные лампы и полевые транзисторы обладают несколько меньшими шумовыми сопротивлениями. Однако специально отобранные р-п-р транзисторы с большим коэффициентом усиления по току hpE превосходят все другие приборы. Поэтому схема на рис. 4.4,6 может быть особенно полезной на низких частотах.

В диапазоне СВЧ часто желательно развязать исследуемый усилительный каскад от предварительного усилителя для облегчения настройки и согласования. Это может быть сделано с помощью циркулятора. По тем же соображениям и точно таким же образом предварительный усилитель может быть изолирован от смесителя.




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74