комнатной температуре) без учета внешних шумов:

(a-Tj,/To. (1.5)-

Уровень шумов контура можно вычислять для последовательной шумовой э. д. с, имеющейся в контуре, e , k, или для генератора шумового тока, включенного параллельно контуру, i.

где - последовательное сопротивление потерь в контуре; Gq j = 1 ?о.э ~ проводимость контура, величина, обратная эквивалентному сопротивлению контура при резонансе 3. Напряжение шумов на контуре

( ш.к> = (d.k> = oRo..n.

где Q - добротность контура.

Обычно учитывают лишь шумы входного контура, так как оня усиливаются всем трактом приемника, тогда как шумы других контуров усиливаются лишь частью приемника.

Собственные шумы активных элементов (АЭ) создаются термическими флюктуациими в активных сопротивлениях, а также флюктуациями токов всех электродов активного элемента. Для количественной оценки шумовых свойств активного элемента в соответствии с эквивалентной шумовой схемой (рис. 1.4) принимается допущение о том, что активный элемент является и^шумящим, а шум на выходе возникает в результате усиления подводимого к управляющему электроду шумового напряжения ш^х, создаваемого двумя воображаемыми (фиктивными) генераторами: генератором напряжения Ищ и генераторам тока /щц (с внутренней проводимостью Оц).

Шум, возникающий иа выходе активного элемента, обусловлен несколькими источниками (особенно у транзисторов). Для удобства расчетов принимают, что основная часть этих шумов возникает в эквивалентном шумовом сопротивлений, определяющем напряжение

(ul)4kTRn (1.6)

Остальная часть составляющих полного шума учитывает шумы, наведенные в цепи управляющего электрода активного элемента, а также термические шумы

(llll) = 4kTtG n (1.7)-

где = Гц,/Г(, - относительная шумовая температура активного элемента, показывающая, во сколько раз температура Т нагрева проводимости Gjj должна быть больше нормальной температуры Тд, чтобы генератор тока

создавал шумы, эквивалентные шумам, наведенным в цепи управляющего электрода активного элемента.

Конкретные выражения для R, и зависят от типа активного элемента.

Шумы в биполярных транзисторах в диапазонах радиочастот имеют ряд составляющих: дробовой шум коллекторного и эмиттерного переходов, возникающий вследствие флюктуации токов в этих лереходах; шум распреде-

Phc. 1.5. Эквивалентная шумовая схема ВУ с учетом шумов первого транзистора

ления, вызываемый флюктуациями процесса распределения эмиттерного тока между базой и коллектором; термические шумы активных сопротивлений электродов, главным образом базы.

Первые два источника характеризуются шуМовым сопротивлением R, для частот менее 0,1/.:

? 20a/,/S (1.8)

где S = I Fail - модуль крутизны характеристики; а - коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общей базой; - средний ток эмиттера;

- частота, на которой а уменьшается до 0,71 своего значения иа частоте 1000 Гц.

Дробовой шум, шум распределения эмиттерного перехода и термический шум базы характеризуются относительной шумовой температурой <щ входной проводимости и при / С/ и малой величине входной проводимости транзистора справедливо следующее выражение

/ [20/з(1-а) + гЁа)2о2]/О, (1.9)

где Гц - объемное сопротивление базы; со - рабочая частота; Оц и Сц - входные проводимость и емкость транзистора.

У современных высокочастотных транзисторов порядка десятков ом, а < 1 [83].

Полевые транзисторы обладают меньшим уровнем шумов, чем биполярные. Составляющими шума в полевых транзисторах с р-п переходом и с МОП-структурой являются: термический шум в твкопроводящем канале дробовой шум затвора; термический шум входной проводимости. Первый источник шума характеризуется шумовым сопротивлением

R = (0,6...0,75)/S,~ , (1.10)

где S - крутизна характеристики транзистора.

Дробовой шум затвора значительно меньше термического шума входной проводимости и поэтому практически его можно не учитывать, т. е. = 1. Следовательно, вторым источником шума остаются лишь термические флюктуации входной проводимости,-определяемые по формуле (1.7) при/ц, = 1.

Все перечисленные источники шумов и проводимости можно пересчитать ко входу первого активного элемента и свести в одну эквивалентную шумовую схему входа приемника (рис. 1.5). Тогда общее эквивалентное напряжение шума определится следующим выражением:

= 4кТП..

(Оп+Од+О^)

(1.11)

где /ц . - шумовые токи входной проводимости АЭ, а также антенны и контура, пересчитанные ко входу АЭ; - относительная шумовая температура антенны (выражение (1.5));- относительная шумовая температура входной проводимости Оц (выражение (1.9)); и - проводимости эквивалента антенны и контура, пересчитанные ко входу АЭ, соответственно.

1.2. Назначение и классификация усилителей и радиоприемников

Усилителем электрических колебаний называется устройство,повышающее их мощность от входа к выходу. Усиление мощности обусловливается действием усилительных элементов, преобразующих энергию источников питания.

Усилители постоянного тока - устройства, усиливающие электрические колебания в полосе от нуля до f. Все остальные усилители являются усилителями переменного тока.

Усилители низкой частоты - устройства, усиливающие электрические колебания в пределах от до f.,- используются для усиления речи (300.... ...3000 Гц) и музыки (30 Гц...30 кГц).

Видеоусилители (широкополосные усилители) характеризуются широкой полосой частот - часто от нуля до десятков мегагерц. Такие усилители используются в телевидении, в радиолокации и других областях для усиления импульсных сигналов.

Для перечисленных трех видов усилителей характерно соотношение (/g - / ) > /о - средней частоты усиливаемых сигналов. Такие усилители принято называть апериодическими.

Селективные (избирательные, полосовые, резонансные) усилители - устройства для усиления высокочастотных сигналов с сосредоточенным спектром, Для них характерно соотношение (/ -/н) С/о- Такие усилители широко применяются в радиоприемниках, измерительной технике, технике связи.

Радиоприемным устройством (радиоприемником) называется устройство, на вход которого из антенны введен высокочастотный сигнал, модулированный по какому-либо закону, а на выходе - оконечное устройство, на ко-торол) выделяется напряжение, меняющееся по закону модуляции. Радиоприемники можно классифицировать по различным признакам, например по диапазону частот, по характеру модуляции принимаемых сигналов, по виду используемых усилительных элементов н т. д. Наибольшее распространение получила классификация по назначению. В этом случае их можно разделить на следующие виды: профессиональные приемники связи, радиовещательные, телевизионные, радионавигационные, радио- и гндролокацион-ные, систем управления, радиометры.

ч

1.3. Основные характеристики усилителей

Коэффициент усиления мощности Кр показывает, во сколько раз выходная мощность Ра на нагрузке Z больше входной мощности Рц подводимой к усилителю (рис. 1.6)

= PjPi-