|
| |
|
Слаботочка Книги разного уровня, следующих с частотой суперизации. После детектирования такой последовательности импульсов получим сигнал, представленный на рис. 4.9. Он ха-рактеризуется среднеквадратическим значением (и-й) (т. е. дисперсией) напряжения, а также корреляционной функцией и энергетическим спектром. Спектр смеси сигнала и щума состоит из двух частей. Первую представляет линейчатый спектр, характеризующий сигнал (см. рис. 4.8,в). Огибающая этого спектра пропорциональна спектральной плотности одной вспышки колебаний. Другая часть спектра распределена непрерывно и также убывает по закону огибающей спектра единичной вспышки. Эта часть характеризует шум, ибо она обусловлена флуктуациями уровня импульсов вокруг среднего значения. Чем больше отношение сигнал-шум на входе, тем большая часть выходной мощности соответствует линейчатому спектру и меньшая - непрерывному. 4.3. Шумы в емкостных и комбинированных параметрических сверхрегенераторах с амплитудно-модулированным напряжением накачки Рассмотрим наиболее интересный с практической точки зрения случай, когда в параметрическом СР одновременно по закону AM напряжения накачки изменяются затухание и емкость (см. рис. 1.16). Процессы в схеме в общем случае описываются уравнением (1.7). Частный, но наиболее важный случай AM накачки был рассмотрен для гармонического сигнала в § 2.3. Теперь надлежит решить основное уравнение (2.43) при случайном воздействии, т. е. полагая в правой части уравнения белый шум. Эта задача была решена в [9]. Дисперсия шума на выходе системы с переменными п.араметрами при случайном воздействии на входе зависит от момента отсчета и при известной импульсной характеристике может быть вычислена по формуле °i)=iis(i y)g{t z)B{y, z)dydz, о о где g(t, у)-импульсная характеристика системы; В (у, z)-нормированная для безразмерного времени корреляционная функция шума на входе. Для белого Шума В {у. z) = {S/2)b[y-z), где So -нормированная спектральная плотность. В этом случае 4t)-\g4t> y)dy. Подставляя сюда найденное в [9] выражение для импульсной характеристики g{t, (/) = е(-) Vc\i(t, у) [sin (/-(/) - -th(, у) cos (/-!-(/)], вычисляем приближенное .значение усредненной во времени дисперсии шума на выходе. Для частоты суперизации F, значительно большей полосы регенерированного контура Пр=йо/оЯ, (А, -параметр регенерации), получаем выражение для среднего квадрата тока шума Л =/(2p)sдp ,QW (4-18) где Si - спектральная плотность по току; Прш=Пря/2 - шумовая полоса регенерированного контура; Qbkb -добротность эквивалентного контура, определяемая по формуле (2.48). Умножая (4.18) на квадрат сопротивления нагрузки и переходя к спектральной плотности по напряжению Su, получаем средний квадрат выходного напряжения шума ш=-I\{ЩSJ\,M\JQ\. (4.19) Дальнейшие вычисления зависят от способа использования отклика параметрического CP на внешнюю силу. Как и в классическом CP (см. § 4.1), здесь возможны отфильтровывание частот вблизи центрального максимума или прием всего отклика. В §4.1 было показано, что коэффициент шума в обоих вариантах получается одинаковым. Поэтому достаточно рассмотреть какой-либо один случай, например второй - прием всего отклика, определяемого по формуле (4.19). Отнеся уровень шума на выходе (4.19) к уровню шума на входе Ешъи=4кТхРт-дш, где ir-сопротивление источника, а 7i -его абсолютная температура, можно найти коэффициент усиления по шуму. Поскольку в (4.19) спек- тральная плотность определяется как S =4fe(7i/?r+ -TRo), получаем коэффициент усиления по шуму К =Р (4.20) Для определения коэффициента шума, как и в § 4.1, отнесем коэффициент усиления шума к коэффициенту усиления сигнала для этого случая: пер (4.21) Это выражение справедливо при работе параметрического СР с циркулятором, обычно используемым в схемах малошумящих усилителей регенеративного типа. Включение на входе преселектора фильтра, исключающего шумы из зеркального (разностного) канала, при наличии фильтра, настроенного на частоту основного сигнала на выходе, позволяет уменьшить коэффициент шума на 1 ... 1,5 дБ. Аналогичные результаты были получены в [88, 109] другим путем и для более простого случая -для изменения только емкости. Выражение, стоящее в квадратных скобках в правой части (4.21), представляет собой коэффициент шума Шду параметрического усилителя в синхронном режиме, а коэффициент /о(2р) 2о(р) характеризует степень увели- а) чения коэффициента шума - этого усилителя за счет сверхрегенеративного режи- коэффициент численно равен коэффициенту р для простого СР. Таким образом, дополнительная модуляция затуха- д) ния в параметрическом СР, влияющая на усиление, не приводит к изменению общих выражений для выходных сигналов и шумов. Однако при вычислении усиления и коэффициента шума под аргументом функции Бесселя
 Рис. 4.10. Импульсная помеха па входе СР в виде скачка ЭДС (а), напряжение суперизации (б) и напряжение помехи на выходе СР (а) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 |
||||||||||||||||||||||||||||||