КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!
Шрифт:
Поскольку любой ток, как известно, имеет составляющую хаотического перемещения заряда под действием теплового возмущения. Это ведет и к появлению некоторой хаотической составляющей тока, следствием которой является появление хаотической составляющей напряжения, когда этот ток проходит через резистор.
«А»: Именно это явление и называют ТЕПЛОВЫМИ ШУМАМИ?
«С»: Верно! Значит, любой резистор R является… источником теплового шума!
Но… средние значения шумового тока и напряжения равны нулю!
«А»: Так как ВСЕ направления случайных перемещений элементарных носителей зарядов — РАВНОВЕРОЯТНЫ!
«С»:
«А»: Но ведь эта длительность должна быть исключительно мала!
«С»: Ну, конечно! Поэтому энергетический спектр равномерен во всем радиотехническом диапазоне. Вплоть до частот порядка 1011 — 1012 Гц!
Формулы Найквиста и определяют среднеквадратичные шумовой ток и напряжение:
где k — постоянная Больцмана, равная 1,38х10– 23 Дж/К; Т — температура в град. Кельвина; f = f1 — f2 — диапазон частот, Гц.
Шумы транзисторов и диодов рассмотрим далее. Поскольку для активных приборов характерен не только тепловой, но и дробовый шум!
«А»: А как рассчитывают чувствительность радиоприемного устройства?
«С»: Будем считать требуемое отношение сигнал/шум на выходе линейной части приемника заданным. В единицах напряжения чувствительность приемника составляет:
где
tA определяется по формуле:
tA = TA/T0
здесь ТА — эквивалентная шумовая температура антенны; Т0 — 293 град. Кельвина.
«Н»: Что, все это надо считать?…
«С»: Если необходимо, то да! Кстати замечу, что радиотехнические расчеты весьма и весьма громоздки! А что касается Шпр, то в практических случаях можно ограничиться следующим:
Шпр = Lвх [Шву + (Шусч– 1)/Kр. ву + (Шсм — 1)/ Кр. вуКр. усч +…] ~= LвхШву,
здесь: Lвх— коэффициент потерь входного тракта; Шву — коэффициент шума входного устройства.
Но практика показала, что tA = 1 и формулы приобретают вполне удобоваримый вид:
РАС (чувствительность) = kТ0ПшШпр2.
«А»: А какой величиной чувствительности следует задаваться?
«С»: Шумы приемника, используя доступную компонентную базу, вполне реально довести до величины порядка ОДНОГО микровольта и меньше!
Окончательно мы все решим, когда от структурной перейдем к принципиальной электрической схеме. Поскольку ее роль в этом деле — ведущая!
«А»: А как мы поступим с вопросом о ГПД? Будет ли это все-таки синтезатор, или есть возможность ограничиться обычным гетеродином?
«С»: Учитывая тот факт, что в наш приемник мы не вводим SSB — тракта (хотя это вовсе не значит, что мы отказываемся от этой идеи в перспективе), в качестве гетеродина мы используем ГПД. Хороший, спектрально чистый ГПД, выполненный на основе LC — генератора!
У меня есть на примете подходящая схемотехника!
«А»: Усилитель А1 применим двухтактный?
«С»: Возможно и это. Хотя в данный исторический период есть решения и получше!
«А»: Смеситель U1 проблем у нас не вызывает?
«С»: Я полагаю — никаких!
«А»: Ну, фильтр Z2 проходим также без проблем?
«С»: А вот здесь я неуверен! Вопрос о том, удастся ли достать узкополосный кварцевый фильтр и какой именно! Поскольку фильтр Z2 держит в неопределенности расчет исходных значений частот гетеродинов и коэффициентов перекрытий диапазонов!
«Н»: Уважаемый Спец! А если нам не повезет и вопрос с Z2 — зависнет? Как быть тогда?
«С»: Посыпать голову пеплом не придется и в этом случае! Просто мы воспользуемся альтернативными решениями.
«А»: Но от преобразования «вверх» мы не отказываемся?
«С»: Ни при каких условиях! Но я вижу что принципиальных возражений по структурной схеме не имеется! Поэтому предлагаю перейти к рассмотрению системы индикации настройки.
«А»: Какой вид индикации мы предусматриваем — аналоговый или цифровой?
«С»: В приемниках подобного класса говорить об использовании нецифровых индикаторов частоты настройки считается признаком дурного вкуса…