Устройства приема и обработки сигналов в ЗСР. Усилитель радиочастоты (УРЧ, УВЧ). Основные параметры, страница 9

Добротность контура для усилителя с заданной полосой должна быть:

Фильтры с сосредоточенной избирательностью (и твердотельные фильтры)

Электромеханические фильтры и др.:

ФСС на контурах.

ФСС – это последовательность

Обычно строгое согласование на входе и выходе

Достоинства ФСС – возможность реализации в простых условиях.

Недостатки: габариты большие и трудность настройки.

Особенность АЧХ пьезокерамических фильтров.

Особенности кварцевых фильтров.

Раньше на дискретных кварцах, в настоящее время монолитные кварцевые фильтры, для профессиональной аппаратуры. Недостаток высокая стоимость.

Действие параллельных емкостей компенсируют включением кварца в мостовую схему, где в корректирующем плече ставится .

Фильтры на поверхностных акустических волнах применяется на частотах в основном от 10 МГц до 3ГГц. Очень широко распространены. Габариты фильтров в СВЧ диапазоне за 10 МГц от 1,5 до 5мм.

Реальная чувствительность.

Реальная чувствительность (при заданном отношении сигнал-шум) – определяется уровнем внешних и внутренних шумов. В диапазонах низких частот включая средние и длинные волны чувствительность ограничивается внешними шумами. В диапазонах коротких волн и выше чувствительность ограничивается  внутренними шумами.

Внутренние шумы.

Создаются флуктуационными составляющими  токов и напряжений в цепях. Они связаны с электрической неоднородностью материалов, спектр шума определяется временем свободного пролета электронов и имеет постоянный уровень, почти до 100000ГГц. Такой шум называют белым.

Шум, случайный процесс, поэтому его измеряют в единицах мощности. Измеряют шум на выходе, но обычно в расчетах используют мощность шума на входе.

В расчетах удобно использовать величины квадрата шумового напряжения или квадрата шумового тока. Найквист на основе законов термодинамики доказал, что шум создается только активными сопротивлениями.

Для чистых металлических проводников он вывел формулу Найквиста:

 - эффективная шумовая полоса соответствует полосе через, которую шум проходит на оконечное измерительное устройство.

Полная формула Манаева:

Эквивалентные шумовые схемы элементов цепей.

1) Резисторы

Шумы колебательного контура.

У конденсаторов потери очень малы их шум очень мал.

Катушки шумят

Эффективное (действующая), шумовая полоса избирательных цепей.

Удобна в теории и на практике  оценивать шириной полосы условной АЧХ.

Условная АЧХ с прямоугольной функцией:

(рисунок)

Прямоугольная АЧХ по распределенному пропускает такую мощность шума на выход, как мощность шума проходящая через реальную АЧХ

Для n фильтров

Это шумовая полоса линейных цепей.

Шумовая полоса реальных приемников

Формулу Найквиста удобно использовать для оценки шумов не только металлических сопротивлений, а для всевозможных электрических узлов. Увеличение шума в реальных узлах учитывают введением дополнительных коэффициентов. Эти коэффициенты могут увеличивать удобный для задачи параметр. Например для учета шума принимаемого по зеркальному каналу увеличиваем шумовую полосу линейного приемника, например прием шума из космоса увеличим за счет повышения температуры по Кельвину. Учёт шума реальных сопротивлений или транзисторов за счет повышения шумящего сопротивления:

Шумы Антенны.

Шум внешних источников удобно оценивать эквивалентной шумовой температурой:

Шумы усилительных приборов.

У разных усилительных приборов есть свои особенности у всех много общего: Основные источники шума для транзистора:

1) Тепловые шумы (обычно учитывают самые сильные.)

2) У биполярных транзисторов (за счет распределенного сопротивления)

3) Дробные шумы – флуктуационные составляющие протекающих токов.

4) Шумы перераспределения потоков носителя.

5) Высокочастотные шумы (наведенные шумы)

Вызываются инерционностью потоков носителей у низкочастотных транзисторов токи не успевают по фазе за изменением входного сигнала, вызывают потери создающие дополнительный шум.