63. Общие соотношения для малошумящих регенеративных усилителей.

63. Малошумящие полупроводниковые параметрические усилители: принцип действия, соотношения Менли и Роу, классификация.

Для трехчастотной цепи представляют интерес следующие случаи:

а) f₁ = f₊ т.е. m =1, n=1.

При этом

б) f₃ = f_- = f₂ – f₁, т.е. m = -1, n=1.

При этом

в) f₃ = nf₂, P₃ = -P₂.

В случае а) емкость может потреблять мощность на частоте f₁ и f₂ и отдавать на частоте f₊. Если f₂ частота накачки, а f₁ – частота сигнала, и на частоте сигнала в емкости поглощается мощность P₁, то на частоте f₊ из конденсатора будет отбираться мощность (знак "") Таким образом этот случай представляет потенциально устойчивый преобразователь частоты f₁ на суммарную частоту f₊ с усилением

В случае б), если емкость потребляет мощность на частоте накачки f₂, то она отдает ее на частотах f₁ и f_- . Наличие тока разностной частоты в цепи емкости при этом является обязательным условием получения отрицательного сопротивления. Поскольку частоты f₁ и f_- в схеме равноправны, то и в цепь сигнальной, и в цепь разностной частоты вносятся отрицательные сопротивления. В зависимости от того, в какую из этих цепей включена выходная нагрузка, схема может представлять регенеративный усилитель или потенциально неустойчивый преобразователь на частоту f_-

Случай в) описывает умножение частоты. При умножении на нелинейной емкости, не имеющей потерь, из закона сохранения энергии следует, что КПД умножителя равен 100%.

В общем виде уравнения Мэнли-Роу представлены ниже:

63. Резонансная система двухконтурного параметрического усилителя, его оптимизация. На этот вопрос я не знаю где брать ответ (особенно про оптимизацию, хотя он вроде бы одно лицо с предыдущим).

64. Квантовые парамагнитные усилители, принцип действия, конструкции.(я не знаю чё тут конкретно писать, поэтому взял всё)

67.Малошумящие транзисторные усилители свч и миллиметрового диапазона.

№№ п/п	Тип прибора	Диапазон частот, ГГц	Достигнутые показатели		Примечания
			Тш при 290/20, К	Усиление на каскад Кр, дБ
1.	Усилители на биполярных транзисторах (УБТр)	f £ 10 ГГц	100…400 при f = 1…6 ГГц	14 … 5 при f =1…6 ГГц	Uк=5…10 В Iэ=1…2 мА
2.	Усилители на полевых транзисторах (УПТр)	1…60 ГГц	50…600/10…400	15…5 при f= 1…60 ГГц	Uс=3…4 В Iс@10 мА
3.	Усилители на гетеропереходных транзисторах (УГТр) и HEMT и pHEMT	1…150 ГГц	40…300/5…100	15-5 при f=1…100 ГГц

68.Радиометры: назначение, понятие флуктуационной чувствительности и метод ееизмерения.

69. Радиометр с полным приемом (компенсационный): расчет флуктуационной чувствительности, реальная чувствительность компенсационного радиометра.

//КД – квадратичный детектор

//ВЧЧ – ВЧ-часть

Последовательность вывода формулы определяющей чувствительность радиометра.

1) Предполагаем, что система имеет шумовую температуру Т_с0. Тогда для случайного шумового процесса с нормальным распределением и полосой П_э среднеквадратическое отклонение для мгновенных значений шума ²kT_c0П_эК_р.

2) Предполагаем, что квадратичный детектор имеет следующую характеристику: x(t)=1/2aU(t)² (U- мгновенное напряжение шума, при а = 2, x =U²).

3) Для квадратичного детектора плотность вероятности мгновенных значений выходного напряжения х(t) определяется экспоненциальной функцией (рис.9б):

W(x) = 1/ exp(-x/), где =а².

Для экспоненциального распределения известно:

m_k = k^k - общая формула для моментов характеризующих поведение случайной величины.

1-й момент (постоянная составляющая напряжения х(t)).

- m₁х =  = а²=2² (

2-й момент (среднеквадратическое значение напряжения х(t))

- m₂х = 2² =2(а²)² =2(2²)²

Мощность постоянной составляющей на выходе детектора:

(m₁x)² = (а²)² = 4⁴.

Мощность (интенсивность) шума на выходе квадратичного детектора есть дисперсия

Dx =m₂x - (m₁x)² = 2(а²)² - (а²)² =(а²)², при а=2 Dx= 4⁴.

Для экспоненциального распределения на выходе квадратичного детектора имеем:

Dx =(m₁x)² =4⁴.

Рассмотрим мощность сигнала на выходе квадратичного детектора анализируя его спектральные составляющие.

4) При эквивалентной полосе приемника П_э (полоса высокочастотной части приемника) вид спектра шумового сигнала прошедшего КД приближенно представляется рис.9.

В состав этого спектра, кроме постоянной составляющей, входят низкочастотные компоненты, вызванные биением различных составляющих входного спектра, лежащих в полосе П_э. Если резонансная характеристика ВЧ приемника является прямоугольной, то форма низкочастотного спектра близка к треугольной с шириной основания П_э и максимальной спектральной плотностью на нулевой частоте. Отсутствие спектральных составляющих на частоте 2f₀ и выше говорит о том, что в состав КД входит и ФНЧ.

Мощность шума на выходе интегратора Р_ш  G_(0) П_э.

G_(0) - определим из рис.9 с использованием полученного выражения для Dx.

G_(f)df = 1/2 G_(0)П_э = Dx = 4⁴

G_(0)=8k²T_c0²П_эК_р.

На выходе интегратора с полосой П_э:

Р_ш =8k²T_c0²П_э П_э К_р.

5) Компенсация постоянной составляющей от Т_с0. До этого момента мы говорили только о Т_с0 (без сигнала). До компенсации:

- в случае Т_с0 среднее значение: х₀ = 2² = 2kT_c0П_эК_р,

- в случае Т_с1 среднее значение: х₁ = 2₁² = 2k(T_c0+Т)П_эК_р.

х = х₁ - х₀ = 2kТП_эК_р.

А мощность постоянной составляющей от приращения:

Р_=Т = (х)² = 4(kТП_эК_р)².

6) Флуктуационную чувствительность Т_min определяют из условия:

Р_=Т = Р_ш , т.е. 4(kТП_эК_р)² = 8k²T_c0²П_э П_э К_р,

Т_min = T_c0 .

Отношение П_э/П_э - называют радиометрическим выигрышем.