Генераторы шума на полупроводниковых приборах

Волноводные шумовые генераторы

Газоразрядные источники

n Газоразрядные генераторы шума. Широкое применение в качестве первичного источника шума в сантиметровом диапазоне волн нашли газоразрядные шумовые трубки (ГШТ) с положительным столбом. Газоразрядные шумовые трубки имеют высокую равномерность спектральной плотности мощности шума в широкой полосе частот, стабильный и относительно высокий уровень мощности, просты в эксплуатации, устойчивы к жестким воздействиям внешней среды и обладают достаточно высокой эксплуатационной надежностью.

n Газоразрядный шумовой генератор выполнен в виде стеклянной трубы наполненной инертным газом (аргоном или неоном) до давления от сотен до тысяч паскалей. На одном конце трубки расположен прямонакальный, или подогреваемый катод, на противоположном — анод. Свойство газоразрядных трубок генерировать шумы обусловлено колебаниями электронов в плазме, Для практического использования шумового излучения положительного столба ГШТ помещают в специальные генераторные секции. В зависимости от диапазона частот и типа трубки могут быть использованы генераторные секции, выполненные на волноводе, коаксиальной или полосковой линии,

n представляют собой от­резок волновода, в центре широкой стенки которого под малым углом (7- 15°) помещается ГШТ. Наклонное положение трубки в волноводе обеспечивает при разряде равномерное внесение потерь на достаточной длине линии, благодаря чему достигается удовлетворительное согласование ГШТ с линией передачи в широком диапазоне частот.

n Разработка генераторов шума в коротковолновой части миллиметровых волн сопряжена с большими трудностями из-за малого диаметра и толщины стенок ГШТ. В связи с этим шумовые генераторы миллиметрового диапазона изготовляют пакетированными без возможности в процессе эксплуатации производить смену ГШТ.

n В длинноволновой части сантиметровых волн из-за сложности согласова­лся трубки с линией передачи обычно применяют коаксиальные или полосковые генераторы шума.

В коаксиальных генераторах шума ГШТ помещают внутри ленточной спирали, которая является внутренним проводником коаксиальной линии. Внешним проводником служит цилиндрическая поверхность корпуса линии. Форма спирали (зазор между соседними витками, диаметр спирали) определяется исходя из требуемого волнового сопротивления, связи трубки с линией передачи, диапазона частот.

n Генераторы на лавиннопролетных диодах. Из генераторов шума на полупроводниковых приборах наибольшее применение в практике измерений находят генераторы на лавиннопролетном диоде (ЛПД). Конструктивно они состоят из ЛПД и генераторной секции, служащей для согласования входного сопротивления p-n -перехода с сопротивлением нагрузки. Основным источником шумового излучения в ЛПД являются дробовые флуктуации тока насыщения диода.

n Лавиннопролетные диоды имеют резкую зависимость полного сопротивления р-n -перехода в рабочем режиме от частоты и тока диода. Это затрудняет согласование диода с высокочастотным трактом в широкой полосе частот. При создании генераторов шума на ЛПД эти особенности учитываются соответствующим выбором тока диода, коэффициента передачи, напряжения пробоя и прочее.

n Генераторы шума на ЛПД перекрывают дециметровый и сантиметровый диапазоны волн. Они могут работать как в режиме непрерывных колебаний так и в режиме импульсной модуляции при длительности импульсов от нескольких долей микросекунд и более.

n Отечественные низкочастотные генераторы шумов обозначаются как Г-2 работают в диапазоне от 20 Гц до 10 МГц и вырабатывают мощность до 5 Вт. СВЧ-генераторы имеют высшую частоту рабочего диапазона до 37 ГГц, и как и генераторы гармонических колебаний, выполняются однодиапозонными с малым перекрытием по частоте. Обозначаются шумовые СВЧ-генераторы так же как и низкочастотные — Г2.

n В качестве преобразователей спектра в шумовых генераторах применяют­ся усилители, фильтры, ограничители, генераторы перестраиваемой частоты.

Дата добавления: 2015-05-10