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

После смесителя стоит усилитель ПЧ. Если источник согласован со смесителем, как этого требует равенство (8.20), выходная проводимость смесителя равна g-o(l--р)*. Подбирая связь между смесителем и усилителем ПЧ так, чтобы последний имел минимальный коэффициент шума р2, получим общий коэффициент шума

Р - Р tma\

Для обеспечения хороших шумовых характеристик СВЧ приемника необходимо поддерживать -1 малым, делать п как можно меньше и Смаке - как можно больше.

Коэффициент шума F является функцией как п, так и Смаке- Заметим, что

= -1 +

n-\-F,-l

(8.21э)

Так как п>0, а Смаке<1, для заданного (5макс величина F увеличивается с возрастанием п; а для заданного п - убывает с возрастанием Смаке Минимальное значение F,

т

1 Л

\9о

Рис. 8.2. Эквивалентная схема диодного смесителя, T=T(j.

таким образом, получается при /г=0, Смакс = 1, причем в этом случае Р=р2- Другими словами, для идеального диодного смесителя коэффициент шума F приближается к коэффициенту шума F2 усилителя ПЧ. Конечно, этот идеальный результат никогда не достигается полностью, но он указывает, по какому пути следует идти для уменьшения F.

В точечно-контактных диодах п немного больше единицы. Здесь шум обусловлен главным образом тепловым шумом сопротивления контактов, и под влиянием омического разогрева этого контакта его шумовая температура несколько выше комнатной, или п>1. В диодах с барьером Шоттки шум определяется равенством (6.3а), и это соответствует R=sil/2. Таким образом, видно, что диоды



с барьером Шоттки несколько лучше точечно-контактных диодов в отношении коэффициента шума. По этой причине диоды с барьером Шоттки постепенно вытесняют последние.

Приемники допплеровских РЛС обычно начинаются со смесителя, и {иногда {прим. ред.)] используется нулевая промежуточная частота. Тогда желательно избежать попадания частот биений в шумовой фон приемника. По этой причине необходимо требовать, чтобы смесительный диод имел очень низкий уровень фликкер-шума. Хотя точечные диоды были значительно улучшены в части, связанной с шумом типа представляется, что хорошо сконструированные диоды с барьером Шоттки в этом отношении предпочтительнее.

JS. Влияние зеркального канала

Если диодный смеситель осуществляет преобразование на основной частоте и (ОрЗ>Сйо, может случиться, что входная цепь будет иметь заметное сопротивление, как на частоте сор-Ь>Юо, так и на сор-соо. Предположим, чго сог = сор-(Оо - частота полезного сигнала, а (о'г^ = Юр-Ьюо--частота зеркального сигнала. Частота сигнала Юг в этом случае может взаимодействовать с частотой 2юр (преобразование на второй гармонике) и привести к появлению частоты 2юр-Юг = сйр + соо = сог и наоборот. Таким образом из-за двойного преобразования сначала (Ог В (О г, а затем обратйо - at в (Ог получается обратная связь, если входная цепь имеет заметное сопротивление на частоте ©j. Кроме этого, короткие импульсы диодного тока дают входной шум на частотах (Ог и ю'г и тогда обратное преобразование приводит к вторичному шуму ПЧ на частоте шо, коррелированному с первичным шумом ПЧ, который непосредственно вызывается импульсами тока. Таким образом, не удивительно, что коэффициент Ш} ма может быть улучшен соответствующим подбором импеданса входной цепи на зеркальной частоте ю'г-

Если принимать в расчет эти процессы преобразования, то необходимо ввести три сигнала: один на частоте (Ог = Юр-а>о, другой на частоте Юо и третий на частоте (о'г = Юр+(Оо. Пусть комплексные амплитуды этих сигналов обозначены Vi, и v, а соответствующие токи - и.



12 И is; тогда ураТвнения (8.7) должны быть заменены следующими:

i2=giVi+goV2-giV3, (8.22)

i3 = g2V*i-giV2 + goV3,

где звездочкой отмечены комплексно-сопряженные величины. Поэтому, если Из=зоехр (]фз), то ti*3=ti3oexp (-]фз). Этим учитывается опрокидывание фазы. Два слагаемых с gz имеют знак плюс, поскольку основной и зеркальный сигналы находятся на одной стороне четырехполюсника, описывающего смеситель.

Рассчитаем теперь влияние реакции входной цепи на зеркальной частоте для случая, когда входная цепь имеет настолько широкую полосу, что входные импедан-сы на частотах <хн и Crf-i равны. Сделаем это в несколько этапов.

1. Пусть шум вызывает в моментт малый импульс напряжения на входе. Выполняя преобразование Фурье, получим компоненту основной частоты а cos coj (t-х) и зеркальную компоненту acos<i>i(t-т). После преобразования получим выходной шумовой ток ПЧ

Gg-i{cOS,[(0o (t-Т)-0>рТ] + COS[(0o {t-X) + СОрТ) } =

= 2agi COS (Оо {t-х) COS Юр т. (8.23)

Амплитуда выходного тока тогда равна 2Ggi cos сорТ, в то время как при отсутствии реакции входной цепи на зеркальной частоте сог она была равной agi. После усреднения по ансамблю и за полный период колебания местного гетеродина получается среднеквадратичное значение 2g%i вместо agi. Таким образом, шумовые мощности в полосах, расположенных в окрестностях основной и зеркальной частот, складываются. Мы увидим, однако, что усреднение шума прибора должно быть выполнено более тщательно.

2. Если бы не было взаимодействия между реакциями на входной и зеркальной частотах, источник тока, включенный параллельно входу is, вызвал бы на входе напряжение is/igd+gs). Вместо этого из-за взаимодействия получаем

il = is-gsVi = gcti+g2V3. i3 = -gsVs=21 + goVs,

(8.24)




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