Разделы сайта

Шумы приемника

Чувствительность приемника ограничена не невозможностью получить большее усиление, а электрическими шумами, генерируемыми в его лампах и сопротивлениях. Задача уменьшения этих шумов является основной в радиотехнике.

Качество приемника по отношению к генерации внутренних шумов описывается одним из двух параметров - "коэффициентом шумов" N или "шумовой температурой" Тд. Эти понятия могут применяться к приемникам, в которых нет перегрузки или каких-либо иных нелинейностей в усилении, т. е. имеется какой-то определенный коэффициент усиления. Мы определяем g как производную выходной мощности Р по входной мощности р, т. е. g = dP/dp, и будем понимать под Р мощность, доставляемую к детектору, а под р - номинальную мощность на клеммах антенны.

Предполагается, что приемник подключен к антенне, с которой он работает, или к устройству с таким же полным сопротивлением. Для данной входной мощности р выходная мощность больше, чем gp, вследствие наличия шумов, генерируемых в приемнике, т. е. можно записать, что Р = g(p + pR ), где pR-пересчитанная ко входу мощность собственных шумов приемника, которая просто прибавляется к р в силу своей некогерентности с сигналом. Как коэффициент шумов, так и шумовая температура являются важными мерами величины р на языке теплового возбуждения. Температура шумов приемника Тп является прямой мерой, получаемой из записи

где k - постоянная Больцмана (равная 1,37 • 10-23 дж/град) и ∆f- эквивалентная шумовая полоса пропускания приемника. Так, определяемая шумовая температура является просто эффективной температурой некоторой антенны, которая дала бы уровень шумов, равный возбужденным в приемнике.

Фактор шумов связывает рR с величиной номинальной мощности на выходе антенны, находящейся при температуре окружающей среды Т0. В этом случае Коэффициент шумов N определяется следующим отношением:

что может быть записано как

Так как в вопросе о выборе той или иной конкретной температуры окружающей среды, входящей в определение, нет единогласия (общеупотребительны как 290°, так и 300° К), то величина Т0 должна указываться вместе с N.

Представление о порядках величины дает следующий пример: для типичного приемника ∆f= 1 Мгц и N=10 при То = 300° К.Тогда = 4,10-'" вт и = 2700°К.

Так как N главным образом зависит от входных каскадов, то уместно указать основные соображения об их конструкции. Зачастую приемник с чувствительностью, не отвечающей предъявляемым требованиям, может быть существенно улучшен при небольших модификациях входных каскадов. Мы рассмотрим сначала диапазон метровых волн, где применяется усиление на частоте сигнала. Важным является выбор малошумящей первой лампы и соответствующих согласующих устройств. Первая лампа может быть либо пентодом, либо триодом с заземленной сеткой. Их достоинства определяются двумя факторами: генерацией минимальных шумов и способностью лампы дать высокое усиление. Последнее в случае обычных схем с заземленными катодами в значительной степени зависит от наличия высокого входного сопротивления, так что в цепи сетки может быть применен повышающий трансформатор. На высоких частотах величина входного сопротивления в основном ограничивается входной проводимостью лампы. Эта проводимость обусловлена паразитной индуктивностью катодного ввода. Указанные факторы обычно описываются понятиями эквивалентного шумового сопротивления и электронного входного сопротивления Ri, отнесенными к сетке лампы. На рис.12 показана зависимость N от величины отношения Req/ri для двух различных настроек входа приемника. В первом случае полные сопротивления приемника и генератора согласованы (Nm), что является условием оптимальной передачи к приемнику мощности сигнала, но не совпадает с условием оптимума для коэффициента шумов, так как дальнейшей регулировкой можно уменьшить шумы без соответствующего ослабления сигнала. Коэффициент шумов является наименьшим, когда входное сопротивление трансформируется к величине, превышающей выходное сопротивление генератора (например, антенны) в отношении, указанном на рис. 12, где показан также коэффициент шумов N0 для этого оптимального случая. Согласующие элементы сами по себе должны быть, конечно, возможно менее поглощающими. Триодам с заземленной сеткой отдается предпочтение на тех частотах, на которых входная проводимость обычных усилителей чрезмерно велика (на волнах короче 3 м). Эквивалентное шумовое сопротивление триодов меньше, чем пентодов, вследствие отсутствия шумов, вызванных статистическим характером деления электронов между анодом и экраном в пентоде. В усилителях на триодах с заземленной сеткой входной сигнал подается на катод, а выходной снимается с анода. Нестабильность не наблюдается, так как в этом случае сетка, действуя как заземленный экран, сводит до очень малой Величины внутреннюю емкость анод-катод. Благодаря катодному включению входное сопротивление усилителя имеет величину порядка характеристического сопротивления коаксиального кабеля.

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...