Смекни!
smekni.com

Розробка схеми приймача цифрової тропосферної станції (стр. 5 из 7)

Іншими характеристиками, які враховують при визначенні можливості і доцільності використання МШП, являється: потужність насичення по входу Рнас, при якій амплідудна характеристика МШП стає нелінійною; стабільність параметрів при впливі різних дестабілізуючих факторів, маса і габаритні розміри.

В таблиці 1 приведені основні дані МШП, що працюють в НВЧ діапазоні, на різній елементній базі. На рис. 13 зображено графіки залежності шумової температури і коефіцієнта шуму, різних типів МШП від частоти.

Таблиця 1. Основні дані малошумлячих підсилювачів на НВЧ

Тип підсилювача Частота, ГГц Смуга, % Підси-лення на каскад, дБ Темпера-турна нестабі-льність, дБ/град. Часова неста-біль-ність, дБ/12 год. Динаміч-ний діапазон, дБ Маса, кг Об’єм, см3 Шумова темпера-тура, К
КПУ бігучої хвилі 1,1…4,0 0,12…5,5 (0,2…2,2) 11…52 (20…30) ±(0,1…0,2) 50…80 8…400 (50…1000) · ·103 4…20
УДП (4 К) 1…300 4 5…20 60 15…150 (50…200) · ·103 15…50
ППУ охолоджуємі 0,3…35 12 15…20 15…50
ППУ неохолоджуємі 0,3…50 0,2…40 (0,5…70) 3…45 (17…30) 0,3 ±(0,1…1) 65…90 (70…80) 2…30 (1,5…45) · ·103 30…300
УПТ (20 К) 1…20 60 5…10 15…60
УПТ неохолоджуємі 0,5…40 60 5…10 50…1000
УБТ неохолоджуємі 0,1…16 4…80 5…10 0,04 ±0,5 80…100 0,1…0,4 45…1800 80…5000
УТД неохолоджуємі 0,25…20 1,7…6,7 (3,6…18) 5…20 (12…20) 0,001…0,3 (0,02…0,06) ±0,5 50…90 (65…70) 0,1…12 30…27·103 250…1200
Підсилювачі на ЛБХ 0,25…100 6,7…120 (36…67) 25…60 (25…35) 0,01…0,07 (0,02) 63…100 (70…90) 1,2…23 450…20·103 300…3000

Для отримання необхідних характеристик МШП перед розрахунком необхідно правильно вибрати елементну базу на якій буде побудовано МШП, а тому доцільно є розглянути основні підсилювальні елементи на основі яких працюють МШП.

Найменш шумлячими із існуючих підсилювачів являються молекулярні, квантові, парамагнітні підсилювачі – їх шумова температура в сантиметровому діапазоні хвиль порядку 10 К. Однак в КПП необхідно охолоджувати парамагнітну речовину до температури рідкого гелію (4 К), що вимагає використання дорогих кріогенних установок, що обмежує область застосування цього виду підсилювачів.

В широкому діапазоні частот, включаючи міліметрові хвилі можуть бути використані підсилювачі на джозефсонівських переходах, котрі працюють при гелійових температурах. Джозефсонівські переходи з малою ємністю можуть використовуватися для параметричного підсилення слабких НВЧ сигналів, при чому накачкою може слугувати як зовнішнє джерело, так і власна джозефсонівська генерація переходу (самонакачка).

ПДП застосовуються, головним чином, в радіоастрономії, але дуже ефективно використання джозефсонівських переходів в якості нелінійних елементів в схемах змішувачів міліметрового діапазону. ПДП мають найбільш високу частотну межу і володіють шумовою температурою 15…50 К, по шумам лише трохи гірше ніж КПП.

Майже таку шумову температуру мають параметричні напівпровідникові підсилювачі, якщо їх охолодити до температури рідкого азоту (78 К) або водню (20 К), що пов’язано з меншими технічними труднощами. Шумова температура охолоджуємих ПНП порядку 17…20 К при водневому рівні і 50 К при азотному рівні, що дозволяє ефективно їх використовувати в системах супутникового зв’язку. Якщо охолодити ПНП до гелієвої температури можливо отримати практично таку ж шумову температуру, як і в КПП.

Неохолоджуємі ПНП працюють без кріогенної апаратури в широкому діапазоні частот (0,3…50 ГГц), що дозволяє отримати порівняно низькі шумові температури 30…300 К (в залежності від частоти). Ці переваги визначають широке застосування ПНП в радіолокації, супутниковому зв’язку і деяких інших областях радіотехніки.

Останнім часом ПНП починають витісняти підсилювачі на польових і біполярних транзисторах. Особливо велике розповсюдження отримали в інтегральних схемах на НВЧ підсилювачі на польових транзисторах з бар’єром Шоткі на основі арсенід галію. На частотах до 3 ГГц ПБТ майже не поступається за параметрами ППТ, але з підвищенням частоти перевага на боці польових транзисторів. Особливістю ПТШ являється переважно теплова природа його шумів, тому охолодження призводить до значного зменшення коєфіцієнту шуму. ППТ, охолоджені до водневої температури має майже такі шуми, як ПДП і охолоджені ПНП, і в схемному і в конструктивному відношенні значно простіші останніх [10].

Дещо гіршими ніж ПНП і ППТ шумовими властивостями володіють підсилювачі на тунельних діодах, які в сантиметровому діапазоні мають шумову температуру порядку 300 К. ПТД використовують головним чином в сантиметровому діапазоні, хоча можуть працювати в діапазоні від 0,25 до 25 ГГц.