Конспект лекций для студентов 4 курса дневного отделения специальности 210401. 65 «Физика и техника оптической связи»

Шумовые свойства регенеративных усилителей

Примем в первом приближении, что основным источником внутренних шумов являются тепловые шумы сопротивления потерь r_s регенерирующего элемента. Это справедливо для параметрических и квантовых парамагнитных усилителей, в которых дробовые шумы практически отсутствуют.

Коэффициент шума можно определить по следующей формуле


. (5.29)

При стандартной температуре ( К) номинальные шумы источника сигнала можно представить .

Для проходного регенеративного усилителя собственные шумы со­гласно эквивалентной схеме, обусловлены тепловыми шумами сопротивлений и (указанные источники шумов имеют эквивалентные шумовые температуры и соответственно). С учетом этого квадрат ЭДС шумов можно представить как
. (5.30)
Мощность собственных шумов усилителя при этом определяется следующим образом
. (5.31)

Подставляя эти выражения в формулу для коэффициента шума, получим

(5.32)
Эквивалентная шумовая температура проходного усилителя


(5.33)

Из последнего выражения следует, что в проходном усилителе шумы нагрузки регенерируются равноправно с шумами сопротивления потерь и ухудшают шумовые характеристики усилителя. Значение зависит от типа следующего за регенеративным усилителем каскада.

Е сли это диодный смеситель, то значение может достигать (3÷10) 10³К, что существенно ухудшает коэффициент шума и эквивалентную шумовую температуру приемного устройства. Для уменьшения вклада шумов нагрузки и повышения устойчивости проходного усилителя между ним и нагрузкой включается вентиль, находящийся при температуре Т₀. Тогда

(5.34)

Для отражательного усилителя при аналогичных условиях имеем

,

(5.35)
.

Если коэффициент регенерации и , то имеем

, (5.36)


(5.37)

Сравнение показывает, что отражательные усилители имеют более низкие собственные шумы и в большей мере пригодны для осуществления малошумящего усиления в диапазоне СВЧ.

Учитывая все выше сказанное, можно сделать вывод о предпочтитель­ном использовании в приемных устройствах усилителей отражательного типа.