Шор К.Г.
Малошумящие транзисторные усилители
БИБЛИОТЕКА ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
ЭНЕРГИЯ
МОСКВА
1971
К. Г. Шор Малошумящие транзисторные усилители. Москва, «Энергия», 1971. Библиотека по радиоэлектронике. Выпуск 28.
В книге изложены вопросы возникновения шумов в транзисторных усилителях, создания усилителей с малыми шумами, а также инженерного расчета и измерения шумовых характеристик усилителей. Рассмотрено влияние собственых параметров транзистора и их разброса, а также различных рабочих параметров (сопротивления источника сигнала, режима работы, частоты, обратной связи, температуры и т. п.) на шумовые свойства транзисторных усилителей.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования малошумящей радиоэлектронной аппаратуры.
Содержание книги
Малошумящие транзисторные усилители
Введение
Глава первая. Шумы в схемах усиления
1. Воздействие собственных шумов на чувствительность усилительных схем
2. Основные понятия, используемые в теории случайных процессов и шумов
Глава вторая. Источники шумов в транзисторном каскаде усиления
1. Шумы транзисторов
2. Эквивалентная шумовая схема транзистора
3. Шумы пассивных элементов усилителей
Глава третья. Параметры, характеризующие шумы усилительного каскада
1. Шумовые показатели усилителей
2. Коэффициент шума транзисторного каскада усиления
Глава четвертая. Влияние параметров транзистора и их разброса на величину коэффициента шума
1. Основные параметры транзистора и их взаимосвязь с коэффицентом шума
2. Оценка влияния разброса параметров на коэффициент шума
Глава пятая. Зависимость собственных шумов усилительного каскада от изменения внешних рабочих параметров
1. Влияние схемы включения транзистора на коэффициент шума
2. Зависимость коэффициента шума от сопротивления источника сигнала и сопротивления нагрузки
3. Зависимость собственных шумов от режима работы транзистора
4. Зависимость коэффициента шума от частоты
5. Воздействие окружающей температуры на коэффициент шума
6. Влияние обратной связи на коэффициент шума
Глава шестая. Шумы многокаскадных схем
1. Влияние количества каскадов на коэффициент шума
2. Каскодный усилитель и его коэффициент шума
Глава седьмая. Измерение шумов
1. Методика измерения
2. Аппаратура, используемая для измерений
Глава восьмая. Малошумящие транзисторы
1. Биполярные транзисторы
2. Полевые транзисторы и их коэффициент шума
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных отраслей, получивших в последнее время широкое развитие, является полупроводниковая электроника, наиболее массовый класс которой составляют линейные схемы усиления. Существующая в настоящее время номенклатура транзисторов позволяет создавать усилители самого различного назначения.
Однако наличие собственных шумов усилителя ведет к ухудшению чувствительности транзисторной аппаратуры, являющейся одним из наиболее важных качественных параметров транзисторных усилителей. Поэтому проблемы изучения физических процессов, приводящих к возникновению шума в транзисторах и других элементах схемы, создания методики расчета собственных шумов и исследования путей их снижения являются в настоящее время весьма актуальными, особенно в связи с широким развитием радиолокации, радиосвязи, систем автоматического управления и т. п.
Под шумами в усилительном каскаде понимают статистические флуктуации амплитуд протекающих токов и величин зарядов, которые накладываются на полезный сигнал и могут привести к его частичному или полному искажению.
Шумы в схемах усиления подразделяются на внутренние (собственные), присущие данному устройству и обусловленные шумами элементов усилителя и условиями его работы, и внешние, поступающие на вход данного устройства. К последнему типу можно отнести шумы и помехи атмосферного происхождения, шумы поглощения и отражения сигналов в ионосфере, космические шумы, промышленные помехи, высокочастотные наводки, фон по цепям питания и т. д. В линии радиосвязи уровень шума, принимаемый антенной, изменяется в широких пределах в зависимости от частоты и типа линии связи; он зависит также от условий распространения радиоволн в ионосфере и атмосфере Земли. Космические и ионосферные шумы пропорциональны l/fn, где п=2.-=-3. Чем этот уровень ниже, тем важнее становится проблема снижения собственных шумов усилительных схем. Особый интерес вызывает исследование собственных шумов в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, в котором уровень внешних шумов мал и который еще весьма мало исследован как в нашей стране, так и за рубежом.
В этом диапазоне (в пределах от нескольких десятков мегагерц до единиц гигагерц) транзисторные каскады усиления позволяют получить коэффициент шума меньший, чем при использовании сложных и дорогих вакуумных ламп. Минимальный предел, который могут обеспечить ламповые усилители, составляет 3 дб на частоте 500 Мгц; любое дальнейшее уменьшение шумов весьма невелико по сравнению с повышением сложности и производственных трудностей.
Если наводки и фон можно устранить полностью путем качественного экранирования, фильтрации и т. п., то собственные шумы, возникающие в линейной схеме усиления, устранить невозможно; однако их можно свести к минимуму или существенно ослабить путем соответствующего выбора схемы усиления, режима и рабочих условий. Этим вопросам, а также созданию простой и удобной инженерной методики расчета малошумящих линейных усилительных каскадов на транзисторах и особенностям их проектирования посвящена данная работа.
В ней сделана попытка обобщить и систематизировать известные из литературы работы, посвященные анализу шумовых свойств транзисторных каскадов усиления; выбрать и обосновать на основе эквивалентной шумовой схемы основной шумовой параметр, оптимально характеризующий шумовые свойства транзисторного усилительного каскада; рассмотреть вопросы оптимиза ции шумов транзисторных каскадов усиления в зависимости от собственных параметров используемых транзисторов и их разброса; определить и уточнить условия обеспечения минимума шума при изменении внешних условий — режима работы, частоты, сопротивления цепей на входе и выходе каскада, обратной связи, температуры, схемы включения транзистора и т. п.
В работе даются ряд расчетных формул и составленных на их основе графиков и номограмм, позволяющих разработчику схем сравнительно легко и быстро произвести инженерный расчет шумовых показателей усилительного каскада и усилителя в целом.
Автор выражает глубокую благодарность рецензенту доктору техн. наук, проф. Н. И. Чистякову за ряд ценных замечаний, которые были учтены при доработке рукописи и подготовке ее к печати.
Скачать книгу "Малошумящие транзисторные усилители". Москва, издательство Энергия, 1971
|
