Смеситель на СВЧ. Приведенные соотношения относятся к случаю низкой частоты, хотя определение параметров и обсуждение результатов имели более общий характер. Для получения эквивалентной схемы смесителя на СВЧ можно в первом приближении поступить так же, как в случае детекторного диода, - подключить паразитные элементы к смесителю извне, отнеся полученные соотношения к собственно запирающему слою (рис. 10.7, б). В этом случае потери преобразования при согласовании в цепи гетеродина определяются соотношением [5,12]

i-CB4 = (l++fi)V/?C2JL. (10.20)

где R = l/Y - входное сопротивление смесителя в цепи гетеродина (10.18); L - потери преобразования (10.19).

Потери преобразования смесителя на СВЧ и его выходное сопротивление в широкополосном режиме при согласовании в цепи гетеродина и являются теми частотно-преобразовательными характеристиками диода, нормы на которые приводятся в технических условиях на эти приборы.

10.4. ШУМОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЕТЕКТОРНЫХ И СМЕСИТЕЛЬНЫХ ДИОДОВ

Шумовое отношение (f) определяется как отношение номинальной (т. е. отдаваемой в согласованную нагрузку) мощности шума (Рш ном) в интервале частот Д/ на выходе диода в рабочем режиме к номинальной мощности теплового шума kToAf активного сопротивления, находящегося при комнатной температуре То (То - 290° К):

В определение не входит выходное сопротивление диода. Однако для определения величины Рщ ном его необходимо знать (см. § 3.5).

Необходимо подчеркнуть, что в данное определение, общее по форме для детекторного и смесительного диодов, вкладывается различное содержание ввиду того, что рабочий режим для детекторного и смесительного диодов, различен. В то время как уровень шума детекторного диода определяется величиной постоянного смещения (статический

режим), уровень шума смесительного диода представляет собой усредненное значение за период колебания гетеродина (динамический режим).

Фигурирующий в определении шумового отношения интервал частот Af соответствует полосе пропускания данного приемного устройства. Так, для детекторного диода шумовое отношение обычно относят к полосе частот 50 кгц- 1,5 Мгц, соответствующей спектру видеоимпульса. Шумовое отношение смесительных диодов для доппле-ровских приемников обычно относят к fn4 = 10 кгц при Af менее 1 кгц.

Рис. 10.8. Учет шумов диода и ви деоусилителя в эквивалентной схеме детектора, подключенного ко входу видеоусилителя

Добротность, в эквивалентной схеме детектора (рис. 10.5) шумы могут быть представлены генератором шумовой э. д. с.

или генератором шумового тока короткого замыкания

включенными соответственно последовательно или параллельно с генераторами выходного сигнала. Выбрав первое представление (рис. 10.8), получим для номинальной мощности шума на выходе детектора.

Ршном -

(10.22)

Пользуясь эквивалентной схемой (рис. 10.8) и формулами (10.12) - (10.16), (10.21) и (10,22), легко рассчитать отношение напряжения сигнала к шуму на выходе детектора:

(10.23)

Шумы видеоусилителя ухудшают это отношение. Общепринято характеризовать шумы видеоусилителя шумовым сопротивлением Ra (рис. 10.8), включенным последовательно в цепь управляющей сетки первой лампы видеоусилителя с шумовой э. д. с:

el (AkToRAf).

Эта величина складывается с шумом детектора (10.23) на входе первой лампы усилителя. Если усиление по напряжению в полосе пропускания приемника одинаково для сигнала и шума, то отношение напряжения сигнала к напряжению шума на выходе усилителя будет равно их отношению на выходе детектора:

g РсвЧеыхР ..... М

Параметр М == р Rbhk/VRbux + Ra зависит только от выпрямительных и шумовых параметров самого детекторного диода и усилителя и называется добротностью.

Добротность при заданном значении Ra, наиболее полно характеризует способность детекторного приемника обнаруживать слабые сигналы на фоне собственных шумов приемника. Шумовое сопротивление Ra реальных усилителей обычно равно 1 ООО - 1 200 ом. В технических условиях на отечественные детекторные диоды величина Ra установлена равной 1 ООО ом. Добротность детекторного приемника с этим стандартизованным шумовым сопротивлением называется добротностью диода

При малой мощности сигнала (несколько микроватт) шумы детекторного" диода практически целиком определяются постоянным смещением. Если рабочая точка выбрана вблизи нуля, то остаются лишь тепловые шумы сопротивления диода в нулевой точке, и t = I.

Зная величину добротности, можно по формуле (10.24) рассчитать величину мощности сигнала Рмин. Для которой напряжение сигнала на выходе приемника становится равным действующему значению напряжения шума, т. е.

ElVe-\- ел = I. Уровень мощности сигнала, при котором

1 В технических условиях большинства зарубежных фирм для Ra выбрано значение 1200 ом.