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

где gs - проводимость источника сигнала. Мы можем пренебречь здесь знаком комплексного сопряжения, поскольку отсутствуют фазовые углы, которые следовало бы принимать в расчет. Решение относительно Vi дает соотношение

h-=v, [go + gs-glligo + gs)]. (8.24а)

так что источник тока нагружен на полную проводимость gt =go + gs- glKgo + gs) (8.25)

вместо gf)+gs.

3. Обратимся теперь к влиянию шума прибора. Если бы отсутствовала реакция входной цепи на зеркальной частоте, шумовое сопротивление смесителя определялось бы выражением (8.18а). Если влияние зеркальной частоты принять в расчет, то малая флуктуация тока в момент т вызывает реакции gcoscuo(-т) на выходной частоте, а cos (x)i{t-х) на входной частоте и acosaiit-т) на зеркальной частоте. Последние две вызывают напряжения - (a/gt) cos (Hi (t-x) на входной частоте и - (ajgt) cos а'г (t-г) на зеркальной; следовательно, в результате преобразования появляются выходные токи

-а (gilgt) cos fcoo (-т) ~рх]

и

~а (gi/gt) cos [соо (t-x) +COpt],

так что полный выходной шум, вызванный прибором, равняется

а cos (Оо (-т) [1-2 (gi/gt) cos ЮрТ]. (8.26)

По аналогии с (8.17), шум смесительного диода в момент X равен

f =n.4kTg(х) А/ ( l -. 2- созшртУ. (8.26а)

После усреднения за полный период получается

gt\ 8oJ go.

C8.266)



Подравнивая это значение к 4ft7i? A/gf , получаем для шумового сопоотивления Rnm диодного смесителя с учетом реакции на зеркальной частоте

gogt

, (8.26в)

что меньше шумового сопротивления Rnm, определяемого (8.18а).

4. Рассчитаем теперь коэффициент шума. Среднеквадратичное значение полного выходного шума

tx = ikTgsAflgl ) g + ikTRAfg] . (8.27)

Если коэффициент шума измеряется путем подключения источника сигнала входной частоты сог параллельно входу и удвоения выходной мощности, то коэффициент шума равен

F,2-Rgjgs. (8.28)

Его можно оптимизировать и сравнить с (8.20). Так как Rnm<Rnm, действие зеркального канала оказывается благоприятным. Если же коэффициент шума определяется путем подключения шумового диода или другого источника шума параллельно входу и удвоения выходной мощности, то (поскольку шумовой диод дает шум как на основной так и на зеркальной частотах) коэффициент шума оказывается равным

F. = l+4-/,. (8.28а)

Таким образом, коэффициент шума зависит от способа его измерения. Мы предпочитаем использовать Fi, а не Fl, так как в этом случае справедлива формула Фрииса. Результирующий коэффициент шума смесителя и усилителя ПЧ с коэффициентом шума Fz равен

/=Л+(Г2-1)/Сном, (8.29)

где (jhom - номинальный коэффициент усиления по мощности смесительного каскада при заданных условиях работы.



Улучшение коэффициента шума происходит из-за того, что реакция входной цепи на зеркальной частоте уменьшает шум прибора. Увеличивая падение напряжения зеркальной частоты во входной цепи, можно было бы добиться дальнейшего уменьшения шума. Максимально достижимым здесь является бесконечно большое сопротивление на зеркальной частоте. Тогда вместо (8.24) имеем

ii=is-ggv 1=goWi+gzVs. is=g 2t)i+gof з=0,

(8.30)

так что полная входная проводимость на частоте coj

gigo + 8~igllgo)- (8.31)

Таким же образом получается, что полная входная проводимость на зеркальной частоте равна

g t=go-gl/igo + gs). (8.32)

Дальнейший расчет теперь можно вести так же как и прежде; разница лишь в том, что выкладки становятся более громоздкими. Однако должно быть совершенно ясно, что коэффициент шума должен снова стать меньше, чем в предыдущем случае.

В. Шум в смесителях на полевых транзисторах

В усилителях на ПТ шум затвора и шум стока весьма слабо коррелированы.Следовательно, в случае смесителя на ПТ не будет сделано большой ошибки, если корреляцией между шумами затвора и стока пренебречь вообще. Эквивалентная схема смесителя легко получается из ВЧ эквивалентной схемы путем применения методов усреднения, описанных в п. А.

Мы таким образом можем предположить, что ПТ вносит входную проводимость gg в ВЧ входную цепь и что с этой проводимостью связан источник щумового тока Vf,-kTgg Af; здесь ft, близко к единице для смесителей на ПТ с р-п переходами и может быть несколько больше единицы для смесителей на МОП ПТ. Крутизна gm{t) смесителя равна

gm(:t)=gmO+2gmlCOS(i)pt-\- . . ., (8.33)




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