Введение

малошумящий усилитель конвертор транзистор

Малошумящий усилитель. Применяется для уменьшения шума и повышения чувствительности конвертора. Выбор необходимого типа МШУ (наряду с шумовыми характеристиками) определяется следующими параметрами: полосой пропускания, стабильностью в работе уровнем насыщения, потреблением энергии, а также стоимостью, габаритными размерами, массой. Основные требования к МШУ следующие:

1) ширина полосы пропускания должна быть не менее заданной (800 МГц);

2) коэффициент усиления должен быть достаточным для эффективного уменьшения влияния шумов усилительно-преобразовательных устройств, следующих за ним (обычно составляет 25...35 дБ);

3) коэффициент шума (шумовая температура) должен быть к можно меньше (0,7-1,0 дБ);

4) уровень насыщения должен быть достаточно высоким, в противном случае могут возникнуть нелинейные искажения;

5) амплитудно-частотная характеристика должна обладать зад;

ной неравномерностью (обычно ±2 дБ), а фазочастотная - линейной

Шумовые характеристики СВЧ-устройств описываются в терминах либо шумовой температуры, либо коэффициентом шума

Наиболее широкое применение в конверторах систем НТВ получили МШУ, собранные на арсенид-галиевых полевых транзисторах. Такие усилители, выполненные на базе ГИС-технологии, можно представить в виде диэлектрической платы, на которой нанесён рисунок пассивной схемы и припаяны или приварены навесные элементы.

Входные и выходные согласующие цепи первого транзистора рассчитываются на минимальный коэффициент шума, а второй и последующие каскады - на максимальный коэффициент усиления.

Все каскады МШУ строятся как правило на несимметричных полосковых линиях передачи, которые выполняются методом напыления проводящих материалов на керамическую плату (подложку).

В СВЧ-диапазоне паразитные реактивные элементы корпуса транзистора оказывают заметное влияние на характеристику МШУ. Чтобы исключить этот эффект, транзисторы используют в виде отдельных кристаллов (чипов), которые привариваются к нужным точкам схемы с помощью тонкой золотой проволоки диаметром 15...20 мкм.

Применение активных элементов в корпусном исполнении, хотя и несколько ухудшает параметры МШУ, существенно упрощает процесс сборки, позволяет отказаться от жёсткой герметизации блока, исключить технологически сложные и дорогостоящие процессы золочения, а также заменить подложки из твёрдых диэлектриков типа поликора или кварца на мягкие фольгированные материалы типа тефлона или дюроида.

В СВЧ-диапазоне чаще всего в конверторе применяют схему включения на арсенод-галиевых малошумящих полевых транзисторах с общим истоком, обеспечивающую значительные коэффициенты усиления по напряжению и току при сохранении хороших вентильных свойств. В схемах МШУ не применяют цепей автосмещения, так как это позволяет на 0,2...0,3 дБ снизить коэффициент шума МШУ.

Входной МШУ обычно состоит из трех каскадом, собранных на полевых СВЧ-транзисторах. При реализации МШУ надо удовлетворить ряду противоречивых требований: обеспечить минимум коэффициента шума, согласование усилителя по входу, максимальный коэффициент усиления. Для трехкаскадного МШУ коэффициент шума определяется следующим соотношением: F = F1 + (F2 - 1) / k + (F3 - 1) / k1k2, где F, F1, F2,F3 —коэффициенты шума (в относительных единицах) всего усилителя, первого, второго и третьего каскадов соответственно; k1, k2—коэффициенты усиления (и относительных единицах) первого и второго каскадов.

В соответствии с приведенным соотношением можно заключить, что первый каскад МШУ надо настраивать по критерию получения минимального коэффициента шума. ............