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

Чтобы показать, что это устройство дает усиление по мощности, заметим, что

(8.55)

Так как Ррасц= 4/8gs - располагаемая мощность источника и PBbix=(J.5t)i2g-£ - мощность, передаваемая в проводимость нагрузки gb. то коэффициент усиления по мощности равен

., - (8.56)

При gs>2tC]/gi наибольшее усиление по мощности

получается, если =£s - ШагС/ga. и номинальный

коэффициент усиления по мощности схемы в этом случае равен

G cM=----. (8.56а)

Номинальное усиление бесконечно возрастает при приб-лилсении gs к )2< iCi/s- При -q >2 гG/2 усилсние по мощности стремится к бесконечности, если g-\-gj=

= it.WiC]fg, а при s + g-< 2 гC/2 возникают колебания. Поэтому такого полол.ения следует избегать.

Б. Шумовые характеристики преобразователя с повыигением частоты и параметрического усилителя

Рассчитаем коэффициент щума с помощью эквивалентной шумовой схемы смесителя (рис. 8.7), где gs -

B-{tkTguf)

9oWl

п

1/г

Рис. 8.7. Зквипалентная схема смесителя на нелинейном реактивном

элементе [111].



проводимость источника, gi -- проводимость потерь вход-ной цепи, go - проводимость потерь выходной цепи и gi, - проводимость нагрузки. Индуктивности Li и Lo выбраны так, что входная и выходная цепи настроены в резонанс. Как обычно, шум gb относим к следующему каскаду. Рассмотрим режим короткого замыкания на выходе этой схемы. Шумовой ток L в коротко-замкнутой выходной цепи состоит из трех компонент: 1-преобразованный шум gs, 2 - преобразованный шум gi и 3 - шум go. Средний квадрат его значения есть

После деления (8.57) на первое слагаемое, получим коэффициент шума

минимальное значение которого

g°gi 19,/ g° .1 Sogi \ 1 +

(8.58a)

при

ё^в = (Ыопт=[/ +

( оС,. (8.586)

Если потери малы, то коэффициент шума очень мал. Для нулевых потерь коэффициент шума равен единице, поскольку нелинейные емкости не дают никакого шума.

Теперь рассмотрим эквивалентную схему параметрического усилителя (рис. 8.8). З^.сь gl, ~ проводимость

£=Г*Г0е4/ )/

i f

£ [

G Г

9i Г

1/г

Рис. 8-8. Эквивалентная схема параметрического усилителя [111].



нагрузки, сог и С02 - входная частота и частота холостого контура, gi отображает потери в цепи, gz - резонансная проводимость холостого контура, Li и Lz выбраны так, что входная и выходная цепи настроены в резонанс. Как обычно, шум gb должен быть отнесен к следующему каскаду.

Рассчитаем коэффициент шума этой схемы, для чего замкнем накоротко входную цепь. В этом случае шумо-эой ток i в ней состоит из трех компонент: 1 -шума gs, 2 -шума gi и 3 - преобразованного шума gz- Его средний квадрат определяется выражением

¥ AkTgAt + kTgAf + {у?С]). (8.59)

а коэффициент шума

F\+ = 1 + +1, (8.60)

gs gsgz Us gB

где - -02= - lOjiBC- отрицательная проводимость,

вносимая во входную цепь из-за влияния проводимости холостого контура gz- При хорошем номинальном усилении gs должно быть сравнимым с gz, следовательно, если потери в цепи малы,

Fl-ilaz. (8.60а)

Отсюда видно, что лучше использовать высокую частоту холостого контура юг- Для Юг- 2 имеем F=1 (коэффициент шума равен 3 д6).

Из (8.60а) следует, что эквивалентная шумовая температура Г„ус параметрического усилителя равна

Tn=\F-\)Tc (тЫ Т, (8.606)

где Т - температура параметрической цепи.

Таким образом, охлаждая схему, можно значительно улучшить ее шумовую температуру. Это не удивительно, поскольку все источники шума, дающие вклад в ?тус, имеют тепловой характер при температуре Т. Когда параметрический усилитель охлажден до температуры жидкого гелия, его шумовая температура сравнима с шумовой температурой молекулярного усилителя.




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