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

JS. Основной усилитель

Основной усилитель должен удовлетворять следующим условиям: иметь высокую линейность, содержать ступенчатые и плавные перестраиваемые аттенюаторы, включать гетеродин смесителя с достаточно высокой стабильностью частоты.

Наилучший способ проверки линейности усилителя заключается в том, чтобы подключить вход к шумовому диоду, а выход--к квадратичному детектору и построить график напряжения на выходе детектора как функцию тока шумового диода. Если получаем прямую линию, то усилитель действительно линеен. Вакуумные лампы и полевые транзисторы имеют лучшую линейность, чем биполярные транзисторы, и поэтому обычно советуют не использовать последние в каскадах усилителя, работающих на детектор.

Можно также проверить линейность усилителя с помощью сигнал-генератора, строя график напряжения на выходе детектора как функцию квадрата входного сигнала. Если получаем прямую линию, то усилитель достаточно линеен. Нужно, однако, иметь в виду, что шумовой сигнал с данным эффективным значением имеет гораздо большие- пиковые амплитуды, чем синусоидальный сигнал с тем же самым эффективным значением. Следовательно, проверка при помощи синусоидального сигнала должна выполняться до больших эффективных значений, чем при использовании шумового сигнала.

Обычно усилитель должен нормально работать в широком диапазоне уровней сигнала. Следовательно, на входе и выходе основного усилителя необходимо помещать ступенчатые и плавные аттенюаторы. Чтобы обеспечить достаточный уровень сигнала на квадратичном детекторе, обычно необходимо использовать между основным усилителем и детектором линейный усилитель.

При измерениях в диапазоне вплоть До 30 Мгц можно рекомендовать связной приемник с выключенными автоматической регулировкой усиления и детектором. Усиленный сигнал промежуточной частоты снимается с катодного или истокового повторителя, устанавливается на требуемом амплитудном уровне и далее подается на усилитель, питающий детектор.

На частотах выше 30 Мгц можно использовать смеси^ тель, осуществляющий перенос исследуемого шумового



Сигнала в диапазон частот, который перекрывается связным приемником.

На существенно более высоких частотах более пригодны диодные смесители и УПЧ на 30 Мгц, выпускаемые промышленностью. Для измерения коэффициента шума на частоте выше 30 Мгц, вообще говоря, лучше использовать промышленный измеритель коэффициента шума, если только не требуется исключительная точность.

Если для расширения рабочего диапазона на входе связного приемника употребляется смеситель, иногда встает проблема недостаточно высокой стабильности частоты его гетеродина. Если эта нестабильность превышает полосу пропускания УПЧ, то выходной сигнал сильно флуктуирует и измерения трудно выполнимы.

В приемниках СВЧ возникает следующая трудность. Пусть fp - частота гетеродина, fo - выходная частота и fi=fp-fo - частота на входе. Тогда смеситель реагирует также и на частоту fi = fp+fo, которая называется частотой зеркального канала. Так как испытуемый каскад усилителя, предварительный усилитель (если используется) и входная цепь смесителя не имеют достаточной избирательности, они оказываются чувствительными к шуму как в окрестности частоты ft, так и в окрестности частоты /,-. Как следствие, шум на выходе усилителя поступает частично из узкой полосы частот вокруг частоты fi и частично из узкой полосы частот вокруг fi. Это должно учитываться при измерениях коэффициента шума (см. п. Б § 4.3).

В. Детекторы, и фильтры

Любой детектор с квадратичной характеристикой может быть использован как измеритель мощности. Термопары имеют квадратичность, близкую к идеальной. Однако они выходят из строя при перегрузке. В этом отношении значительно удобнее полевые транзисторы, которые имеют квадратичную характеристику.

На выходе квадратичного детектора (рис. 4.5), кроме постоянной составляющей, имеется низкочастотный шум, являющийся результатом нелинейного взаимодействия шумовых компонент в пределах анализируемой полосы частот. Индикатор, реагирующий на этот шум, дает переменные показания, что ухудшает точность из-




Рис. 4.5. Дифференциальный усилитель на полевых транзисторах в роли квадратичного детектора.

мерений. Можно показать [10, гл. 13; 30], что в том случае, когда частотная характеристика индикатора имеет вид const/(I-fjcot), относительная точность одного шу-мового отсчета (см. приложение П. 1) равна i/У 2Вх, где В - полоса шумового сигнала. Таким образом, чтобы уменьшить требуемую постоянную времени т, следует использовать наибольшие допустимые значения В. Это особенно важно при шумовых измерениях на относительно низких частотах. В схеме на рис. 4.5 выбор т осуш;ествляется с помощью RC фильтра на выходе.

Существует, следовательно, потребность в широкополосных фильтрах, работающих на звуковых и инфра-звуковых частотах. Такие фильтры производятся про- мышленностью и обладают полосами пропускания, сравнимыми с центральной частотой полосы пропускания. Использовать в качестве измерителей шума низкочастотные анализаторы спектра не рекомендуется, так как из-за узкой полосы пропускания последних требуются индикаторы с большой постоянной времени, что крайне затягивает процесс измерений.

Для шу.мовых измерений можно также использовать линейные детекторы. Однако их выходной сигнал пропорционален среднеквадратичному значению шума, так что в процессе вычислений приходится возводить отсчет в квадрат. Эта операция отпадает при использовании квадратичного детектора.




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