Выбор активного элемента усилительных каскадов

Обычно для всех каскадов приемника стараются выбрать одинаковые транзисторы для уменьшения уровня шума, простоты расчета.

Для обеспечения независимости усиления от частоты, граничная частота транзистора, по крайней мере, в 3 раза должна превышать верхнюю частоту диапазона.

Выберем маломощный сверхвысокочастотный транзистор КТ366А

Его основные параметры:

• Граничная частота ___________________________________________ 1000 МГц

• Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ____________

• Емкость коллекторного перехода _______________________________ 1,1 пФ

• Постоянная времени цепи обратной связи ________________________ 60 пс

• Максимальный ток коллектора _______________________________ 20 мА

• Ток эмиттера _________________________________________________ 1 мА

• Постоянное напряжение коллектор-эмиттер ___________________ 10 В

• Постоянная рассеиваемая мощность коллектора ________________ 30 мВт

Определим граничную частоту характеристики транзистора [1, c114]:

(19)

(20)

(21)

Предельная частота удовлетворяет требованию [1, c225]

Определим постоянную времени входа транзистора

(22)

Найдем входное сопротивление транзистора

(23)

Рассчитаем Y-параметры и высокочастотные параметры транзистора КТ366А на рабочей частоте (для УРЧ в схеме с ОЭ). [1, c110]

(24)

Найдем- выходное сопротивление транзистора

(25)

где .

Определим входную емкость транзистора

(26)

Определим выходную емкость транзистора

(27)

Рассчитаем Y-параметры и высокочастотные параметры транзистора КТ366А на промежуточной частоте .

Найдем- выходное сопротивление транзистора

где .

Определим входную емкость транзистора

Определим выходную емкость транзистора

Коэффициент шума приемника

Чтобы приемник удовлетворял требованиям к чувствительности, коэффициент шума приемника должен удовлетворять неравенству [1, с13]:

, (28)

где - чувствительность приемника; - отношение сигнал/шум на входе приемника; - напряженность поля внешних помех; - действующая высота приемной антенны; - шумовая полоса линейного тракта; - постоянная Больцмана; - стандартная температура приемника; - внутреннее сопротивление приемной антенны.

В дальнейшем условимся, что антенна идеальная и помех не улавливает, поэтому ЭДС помех . Величину внутреннего сопротивления приемной антенны примем стандартной для большинства приемников и равной . Шумовую полосу линейного тракта вычислим по формуле [1, с13]:

(29)

При этом допустимый коэффициент шума всего приемника равен:

Определим коэффициент шума супергетеродинного приемника по формуле, приняв, что коэффициент передачи мощности фидерной лини равен 1 [1, c14]:

, (30)

где , , , - коэффициенты шума входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты; , , - коэффициенты передачи по мощности входной цепи, усилителя радиочастоты, и преобразователя частоты.

Рассчитаем коэффициенты передачи отдельных блоков приемника по формулам таблицы 1.3 из [1, c16]. Коэффициент передачи мощности входной цепи:

, (31)

где и - принятое и оптимальное значения коэффициента связи антенны и входного контура приемника. Обычно, перестраиваемых приемниках применяют одноконтурные входные цепи с ненастроенной антенной, приняв коэффициент связи входной цепи с антенной не более половины оптимального значения [5]. Пусть .

Тогда согласно формуле (31) получим

Коэффициент передачи УРЧ:

(рассчитано для транзистора КТ366А)

Коэффициент передачи ПЧ:

Рассчитаем коэффициенты шума элементов приемника.

Коэффициент шума входной цепи:

Коэффициент шума усилителя радиочастоты:

где - минимальный коэффициент шума транзистора КТ366А.

Коэффициент шума преобразователя частоты:

Коэффициент шума усилителя промежуточной частоты:

Тогда возможный коэффициент шума приемника равен (30):

Полученный коэффициент шума меньше допустимого коэффициента шума, , а значит, требования к чувствительности приемника выполнены.