Коэффициент шума и относительная шумовая температура линейного каскада приемника.

С целью количественной оценки шумовых свойств РПрУ ис­пользуются коэффициент шума и шумовая температура, опреде­ляемые для линейной части тракта, т.е. до первого нелинейного для малых сигналов и шумов звена - детектора.

Рассмотрим линейный шумящий четырехполюсник с входным сопротивлением и коэффициентом усиления (передачи) по мощности Кр=Рсвых/Рсвх нагруженный на сопротивление Rн. К его входным зажимам подключается источник сигнала с выход­ным сопротивлением Rr, являющийся одновременно и источником тепловых шумов с ЭДС E_шг = . При согласовании ис­точника сигнала со входом четырехполюсника (R_г=Rш) на вход­ном сопротивлении последнего рассеивается максимальная (номи­нальная) мощность шумов

Pш вх ном = .

Если, что часто существует на практике, имеет место рассо­гласование источника сигнала и четырехполюсника (R_г ), на R_вх рассеивается меньшая шумовая мощность Р_{ш вх}= , где ^— коэффициент рассогласования, зависящий от соотношения сопротивлений Rr и Rвх: (Rг + Rвх)²/4RR_вх, при Rг= R_вх, = 1.

Коэффициент шума по­казывает, во сколько раз мощность шумов на выходе реального четырехполюсника превышает мощность шумов на выходе нешу­мящего (идеального):

Таким образом определяемый коэффициент шума зависит от шумовых свойств источника сигнала, обусловленных его температурой Т, т.е. не может служить объективной мерой шумовых характеристик четырехполюсника. Для устранения этой неоднозначности принимают шумовую температуру источника сигнала равной комнатной T₀. Поскольку добавление собственных шумов ухудшает отношение С / Ш на выходе четырехполюсника Pсвых/Ршвых по сравнению со входным Pсвх=Ршвх. коэффициент шу­ма можно определять и как

Ш= Pсвх*Ршвх/ Pсвых*Ршвых

Чем выше уровень собственных шумов четырехполюсника, тем больше коэффициент шума отличается от единицы. Для иде­альною нешумящего четырехполюсника Ш=1. Коэффициент шума пассивного четырехполюсника (фидер. ВЦ) и общем случае Ш = К_p. а при его согласовании с источником сигнала и нагруз­кой Ш=1/ Kp, т.е. определяется коэффициентом передачи цепи по мощности. В пассивной цепи с потерями К_Р< 1, Ш> 1.

Поскольку усилительный тракт РПрУ представляет собой ряд каскадно включенных активных и пассивных четырехполюсников, линейных относительно слабых сигналов и шумов, важно иметь возможность оценить общий коэффициент шума приемника с уче­том шумовых вкладов отдельных каскадов и цепей. Основываясь на приведенных выше соотношениях, нетрудно показать, что, если образующие тракт четырехполюсники имеют одинаковую шумо­вую полосу П_ш, обладают коэффициентами усиления (передачи) по мощности Kpi, коэффициентами шума Шi, а коэффициенты рас­согласования на их стыках , общий коэффициент шума такого тракта определяется соотношением

Ш= …

Если каскады согласованы между собой по входу и по выхо­ду, то Кр1=Кр1ном, Кр2=Кр2ном…, и

Ш=Ш1+(Ш2-1)/Кр1ном+(Ш3-1)/ Кр1ном Кр2ном

11.Коэффициент шума супергетеродинного приемника. Предельная чувствительность приемника

Для типичного супергетеродинного приемника, У Г которою включает ВЦ. УРЧ, ПЧ и УПЧ. Получаем

Шпр=1/Кр ВЦ ном+(Шурч-1)/Кр вц ном+(Шпч-1)/Кр вц ном*Кр урч ном +(Шупч-1)/Кр вц ном*Кр урч ном* Кр пч ном

Из этого выражения следует, что шумовые свойства приемника определя­ются в основном его первыми каскадами, причем не только их шумовыми показателями, но и коэффициентами передачи по мощности, которые должны быть возможно большими. Поскольку обычно Ш урч < Ш пч, а Кр урч> > 1, включение УРЧ в УТ позволяет существенно снизить результирующий коэффициент шума прием­ника. Чаще всего Кр пч< < 1, поэтому в отсутствие УРЧ, когда пер­шим каскадом приемника является ПЧ, заметную роль наряду с его шумами начинают играть шумы УПЧ, к уровню которых в этом случае предъявляются повышенные требования.

Для оценки шумовых свойств мапошумящих четырехполюс­ников, у которых коэффициенты шума близки к единице, удобнее использовать эквивалентную шумовую температуру

Tш=(Ш-1)Т0

показывающую, насколько должна быть повышена абсолютная температура сопротивления источника сигнала Rг, подключенного ко входу идентичного, но нешумящего четырехполюсника, чтобы мощность шумов на его выходе равнялась мощности шумов на выходе реального четырехполюсника. Из (1.9) следует, что Ш=1+Т_ш/Т₀. Эквивалентная шумовая температура супер гетеродинного приемника с малошумящим УРЧ (МШУ) на входе при согласовании между его каскадами может оцениваться по соотношению

Tш пр=((1/Кр вц ном)-1)*T0 + (Тш мшу/Кр вц ном) + (Тш пч/Кр вц ном*Кр мшу ном) + (Тш ууп/Кр вц ном*Кр мшу ном*Кр пч ном)

Шумовая температура четырехполюсника в отличие от коэф­фициент шума не зависит от шумовой температуры источника сигнала. В этом заключается ее преимущество как меры шумовых свойств.

Пороговая, или предельная, чувствительность определяется уровнем входного сигнала, при котором Pс вых = Рш вых (h(0)=0). т.е. Pс вых = Рш вых / Кр Чувствительность РПрУ можно также опреде­лять как уровень, равный половине ЭДС генератора испытатель­ных сигналов, при котором отношение С/Ш (измеренное методом «СИНАД», ГОСТ 12252 86) равно 12 дБ.

12 Назначение и требования, предъявляемые к входным цепям приемника. Принципы согласования. Эквивалентная схема входной цепи. Коэффициент передачи по мощности согласованной входной цепи. Согласующий трансформатор.

13. Коэффициенты передачи по мощности и напряжению автотрансформаторной входной цепи.

Как следует из § 1.4, ВЦ называются цепи приемника, связы­вающие антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором, который в дальнейшем будем называть АЭ. Основным назначением ВЦ являются передача полезного сигнала от антенны ко входу первого АЭ приемника и предварительная фильтрация помех на частотах побочных каналов приема, а также интенсив­ных по уровню помех.

Обычно ВЦ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности колеба­тельных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные ВЦ, осо­бенно в приемниках с переменной настройкой. Двух- и многокон­турные ВЦ применяются лишь при высоких требованиях к избира­тельности.

На рис. 2.1—2.3 приведены некоторые часто встречающиеся схемы одноконтурных ВЦ. Схемы отличаются способами связи входного контура с антенной. Па рис. 2.1 приведены схемы на БТ и ПТ с трансформаторной связью между контуром А.С, _; и антен­ной. В схемах рис. 2.2 использована емкостная связь входного контура с антенной, а в схемах рис. 2.3 входной контур связан с антенным фидером через автотрансформатор.

Подключение входного контура к АЭ может быть полным или частичным в зависимости от входного сопротивления последнего.

Имеющий малое входное сопротивление БТ обычно подключается частично, у ПТ возможно полное включение.

На рис. 2.4 приведена одна из наиболее распространенных схем двухконтурной ВЦ. Здесь связь первого контура с антенной - трансформаторная. Связь между контурами - внутрнемкостная через конденсатор Ссв2 и внешнеемкостная через Ссв1. Двухконтур­ная ПЦ позволяет получить более близкую к прямоугольной ЛЧХ, г.е. повысить избирательность.

Основными электрическими характеристиками ВЦ являются:

1. Коэффициент-передачи напряжения, который определяется отношением напряжения сигнала на входе первого АЭ приемника (Uвх) к ЭДС в антенне Еа,