Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Малошумящие входные каскады




СПЕЦИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ

 

 

При необходимости усиления слабых сигналов, близких по уровню к электрическим флуктуациям теплового происхождения, требуются специальные меры для достижения достаточно малого значения коэффициента шума F усилителя или большого отношения сигнал/шум на его выходе. Обе величины связаны между собой простым соотношением

,

где E2г и e2ш.г – соответственно квадраты действующих значений э.д.с. полезного сигнала и шума, развиваемых источником усиливаемого сигнала, а N=U2с.вых/U2ш.вых – квадрат отношения напряжений сигнала и шума на выходе усилителя.

Коэффициент шума многокаскадного усилителя

,

где Fi и KPi – соответственно коэффициент шума и коэффициент усиления по мощности i-го каскада. При достаточном значении KP1 >> F2/F1, что обычно стараются выполнять, коэффициент шума всего усилителя определяется только входным каскадом (FобщF1). Поэтому специальные меры по ограничению собственного шума усилителя распространяются чаще всего на один входной каскад.

Для достижения минимального коэффициента шума УК применяют совокупность мер:

- используют низкошумящий тип УП,

- выбирают соответствующую схему каскада и начальную рабочую точку (РТ),

- выполняют условия согласования по шумам во входной цепи.

При относительно высокоомном источнике сигнала (Rг порядка десятков кОм и выше) преимущества остаются за полевыми транзисторами с управляющим p-n-переходом с высокой крутизной усиления. При Rг около 1 кОм и ниже малый коэффициент шума позволяет получить низкошумящие БТ. ПТ с изолированным затвором в настоящее время значительно уступают по своим шумовым свойствам других УП, и строить на них малошумящие каскады избегают.

Коэффициент шума каскада с БТ практически не зависит от способа включения транзистора. Но схема с ОЭ обеспечивает максимальное усиление по мощности и, следовательно, в наибольшей мере ослабляется влияние шумов следующих каскадов. Начальную рабочую точку транзистора в малошумящем каскаде выбирают при малых значениях напряжения на коллекторном p-n-переходе (1–2 В), что ограничивает шум, создаваемый обратным током IКБ0, и предотвращает флуктуации, вызываемые предпробойными явлениями. Существует оптимальный ток коллектора в рабочей точке (РТ), зависящий от эквивалентного генератора усиливаемого сигнала Rг.э:



,

где значения параметров S, gвх и gш транзистора соответствуют рабочей точке при произвольной величине Iк=Iкном; Iэб0 – обратный ток эмиттера, мА; gш – эквивалентная шумовая проводимость, создающая шумовой ток Iш в эквивалентной схеме на рис. 7.*:

.

Величину gш можно найти экспериментально, измерив напряжение шума на выходе каскада с данным транзистором при холостом ходе (Uш.х.х) и коротком замыкании (Uш.к.з) во входной цепи:

,

где K – коэффициент усиления по напряжению испытательного каскада; ∆f – полоса частот, в которой измерены напряжения шумов.

Согласование сопротивлений во входной цкпи по шумам происходит выполнении условия

,

Которое отличается от условия согласования по мощности и требует меньшего значения Rг.э, т.к. Uш.к.з< Uш.х.х.

При заданной величине Rг выполнить условие (7-*) удается применением трансформаторной связи с источником сигнала. Однако коэффициента шума F к рассогласованию в районе оптимума слабая, так что отличие Rг.э от оптимального значения в 2-3 раза обычно увеличивает F не более чем на 1-2 дБ.

Отношение Uш.к.з/Uш.х.х.зависитот частоты, в районе которой оно измерено, и возрастает с повышением частоты, стремясь к 1 на частотах порядка fh21б. Поэтому оптимальная величина Rг.э оказывается частотно-зависимой и начиная с частоты порядка fh21э уменьшается, стремясь к значению, оптимальному для согласования по мощности (рис. 7.*). В районе частоты fh21э также становится существенной реактивная составляющая bвх входной проводимости транзистора и строгое условие согласования по шумам требует ее компенсации, причем

(7-*)

где Rг.э.опт выражается прежней формулой (7-*).

 

Рис. 7.1. Зависимость оптимального по шумам сопротивления источника сигнала для транзистора типа ГТ313Б (Fт=800 МГц; h21э=150; Iэ.0=5 мА).

При одновременном выполнении условий (7-*) и (7-*) или (7-*) достигается минимальный коэффициент шума

. (7-*)

Более точные выражения, а также вопросы согласования с помощью реактивных четырехполюсников рассмотрены в [ ], шумовые свойства усилителей с полевыми транзисторами освещены в [ , ].

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 909; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.012 сек.