Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЙ УНИВЕРСИТЕТ
Нойкин Ю.М.«Стельмахович Л.А.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению специального лабораторного практикума "Нелинейные твердотельные устройства СВЧ"
(специальность 071500)
Часть VI
УСИЛИТЕЛЬ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ
Ростов-на-Дону
19 9 8
Кафедра прикладной электродинамики и компьютерного моделирования
Печатается по решению учебно-методической комиссии физического факультета РТУ и рекомендовано в качестве методических указан 1 для выполнения лабораторного практикума "Нелинейные твердотельные устройства СВЧ" для студентов 5-го курса дневного отделения.
Основание : Протокол N 2 от 7 февраля 1997г.
Рецензенты: ст.н.с.Прищенко А.М.(РНИИРС)
доцент Бабичев Р.К. (кафедра физики)
Авторы: Нойкин Ювеналий Михайлович, доцеит, Стельмахович Леонид Анатольевич, инженер
3
Лабораторная работа N 6
УСИЛИТЕЛЬ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ
Цель работы: изучить физический принцип действия, параметры и характеристики транзисторного СВЧ усилителя на биполярном транзисторе.
* Задание: переписать в рабочую тетрадь название и цель лабораторной работы, основные положения, форму..ы и рисунки, необходимые при ответе на контрольные вопросы.
I ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Полупроводниковые устройства применяются в приемниках СВЧ на протяжении всей истории использования сверхвысоких частот, начиная с точечно-контактного диода как детектора или диода-преобразователя частоты (смесительного диода). Новые полупроводниковые устройства создавались по мере того, как накапливались знания о полупроводниках, улучшалась технология и развивались исследования новых полупроводниковых материалов.
Транзисторные усилители длительное время были основным типом усилителей, работающих в низкочастотном диапазоне и на промежуточной частоте. Успехи физики и технологии полупроводников привели к созданию транзисторов для иижней части СВЧ диапазона. Прогресс происходит довольно' быстро и несомненно, что в обозримом будущем транзисторы будут применяться во всем диапазоне СВЧ.
Разработка транзисторов для СВЧ диапазона, сравнимых по коэффициенту шума с усилителями на тунельных диодах и лампах бегущей волны, привела к быстрому созданию различных конструкций малошумящих транзисторных усилителей. В 19б8-1969г.г. первые усили тели на биполярных транзисторах успешно начали заменять малошумя
4
щие ЛЕВ в 15- и 10-сантиметровом диапазонах длин волн. Затем по-цесс развития транзисторных усилителей несколько затормозился по причине ухудшения параметров биполярных транзисторов на частотах выше 5.ГГц. Появление в конце 60-х годов СВЧ полевых транзисторов из арсенида галлия привело к возобновлению интенсивного развития транзисторных усилителей в коротковолновой области сантиметрового диапазона.
Разработка СВЧ усилителей на транзисторах требует решения проблем, обычно мало затрагиваемых при разработке НЧ усилителей, К ним относятся проблемы, связанные с моделированием транзисторов и усилителей на транзисторах, с новыми принципами построения транзисторных усилителей, а также с обеспечением устойчивости рассматриваемых усилителей.
2. ЛИНЕЙНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СВЧ УСИЛИТЕЛИ
В приемопередающей и измерительной аппаратуре широкое применение находят различные типы гибридных интегральных схем (ГИС) линейных усилителей СВЧ диапазона на основе биполярных транзисторов и полевых транзисторов с затвором Шоттки. Наиболее простым являете" линейный усилитель, который содержит один транзистор (Т)
Схема линейного усилителя
Рис. 1
и согласующие цепи (СЦ) на вхс . ) и выходе транзистора. Структурная схема одиночного СВЧ усилителя показана на рис. 1.
Для получения больших коэффициентов усиления используют многокаскадные линейные усилители, состоящие из нескольких усилителей (рис. 2) Однако при каскоди-ровавии возникает опасность самовозбуждения цепочки усилителей.
5
Схема многокаскадного усилителя
Схема балансного усилителя
балансных усилителях наиболее
Одним из распрос раненных способов уменьшения взаимного влияния каскадов является применение балансных усилителей (рис. 3). Наиболее широкое паспростронецие получили линейные балансные усилители обладающие рядом неоспоримых преимуществ перед иебалонсны-ми усилителями: малыми КСВН входа и выхода; большим динамическим диапазоном; более высокой линей--ностью характеристик;- независимостью согласования по КСВНи коэффициенту шума
В балансном усилителе обычно используются два направленных ответвителя (НО1 и Н02) и два одиночных усилителя (УС1 и УС2).
К выходам 2 и 3 подключены нагрузочные резисторы Zb= 50 Ом. сигнал подается на выводы 1 и снимается с выводов 4. Вход ые выводы усилителей УС1 и УС2 соеди"эны с двумя выходными выводами Н01, а выходные выводы УС2 и УС1 присоединены к входным выводам Н02. В часто используются трехдецибельные
НО.	ч •
Входной сигнал, поступающий на вывод I, делится Н01 на два сигнала с практически равными амплитудами,сдвинутыми по фазе на 90°. Эти сигналы снимаются с выводов Г и 2' и амплитуда каждого' из них на 3 дБ меньше амплитуды входного сигнала. Сигналы, поступающие с выводов Г’ и 2' усиливаются усилителями УС1 и УС2 и суммируются в Н02, который выдает 1 сигнал, появляющийся на выходе 4. Коэффициент'усилений балансного усилителя равен коэффициенту усиления одиночного усилителя. . Поскольку входной сигнал в балансном усилителе после Н01 делится попалам, то на УС1 и УС2 поступают сигналы с амплитудой, равной половине апмплитуды входного сигна
6
ла. Это приводит к тому, что динамический диапазон балансного усилителя примерно на 3 дБ больше, чем у одиночного усилителя.
Поэтому представляет интерес рассмотреть основные элементы расчета и изучить некоторые характеристики одиночного усилителя на биполярном транзисторе.
3 ПАРАМЕГРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ
8.1 Р а О о ч,и й диапазон частот
Под рабочим диапазоном частот СВЧ усилителей понимается диапазон, в котором прибор обеспечивает параметры не хуже величин, т адаптируемых изготовителем. Рабочий диапазон частот (полоса частот) узкополосных усилителей часто определяете? по уровню минус 3 др от максимального значения усиления по мощности.
Рабочий диапазон частот задается двумя граничными частотами: минимально* fмин и максимальной fMax (в ГГц). Величина полосы чл.’тот ЛГ вычисляется либо в абсолютных единицах Af»fммеГмин (Ml’u.mo, либо впроцентах относительно средней частоты диапазона
Гмак “ Гмия
Cf „ 2—------------1ООХ.	(!)
ГмЗК * Гмин
рабочий диапазон частот широкополосных усилителей более удобно характеризовать коэффициентом перекрытия, т.е. отношением Гн>» (мин. А узкополосных -<-е мегагерцах или процентах.
з Г к о чф ф и ц и ё н т шума
Пои прохождении сигнала черев  ’илитель. к нему добавляются гг г <"Т'г<>"н1не шумы усилителя и соответственно • .отношение мощности r-j.rv-vja рс к мощности шумов Ри на входе больше, чем на выходе, р. чб^4>и:!Н’’Нт6м шума усилителя называется величина, показы А г •"-за. сколько раз уменьшается отношение мощностей сигнал/шум ил 4 и1' по «’раененгав со входом. Математически коэффициент шума Ь;,- :»ч-'+ я Ф^АГ/ЛСЙ 
Кш - (Рс^РпОвх / (Рс'Рш^ВЫХ-	(2
Другими словами, коэффициент шума - это число, показывающее, во сколько раз данный реальный усилитель хуже идеального, имеюще го такую же полосу усилении, как и реальный усилитель, но не ено-. сящего в сигнал дополнительных шумов. Коэффидиеят шума вг, ажают в разах (относительных единицах) или децибелах. Для перевода величин коэффициента шума, выраженного в разах Кш1ед), в децибелы КщСдЕ) необходимо пользоваться Формулой
К„[дБ] - lOlgMefl).	(3)
Если коэффициент шума более SO-100 единиц, то его удобно выражать в децибелах, а если он меньше 2-3 единиц, то шумовые свойства усилителя удобнее выражать эквивалентной шумовой температурой Тш. Эквивалентной шумовой температурой называется температура (в градусах Кельвина), дс которой должно быть нагрето согласованное сопротивление на входе идеального усилителя, чтобы на его выходе мощность шумов была такой же, как у реального исследуемого усилителя с согласованным входным сопротивлением, находящимся при температуре О К (при равных коэффициентах усиления и полосах часто.>. Коэффициент шума Кш(ед) и эквивалентная шумовая температура Тш связаны соотношением
✓КпДед) - 1+Ти/290.	(4)
Как видно ив определений коэффициента и эквивалентной шумовой температуры, их величины (По крайней мере теоретически) не вависят от выбранной полосы частот. Важно лишь, чтобы при измерениях полосы частот, в которых производятся измерения шумовой мощности согласованного сопротивления и исследуемого усилителя, были одинаковыми. Практически коэффициент шума в диапазоне частот у усилителей не остается постоянным: он миним.' >ен (но не постоянен) в рабочей полосе частот и увеличивается ва ее пределами Поэтому при измерениях полосу частот выбирают равной 2-10 МГц, в которой коэффициент шума остается постоянным.
8
З.ЗКоэффиииект усиления
Под коэффициентом усиления СВЧ усилителя понимается число, показывающее, во сколько раз выходная .мощность прибора больше той которая подается на его вход. Для удобства расчетов и измерений коэффициент усиления (по мощности) выражают не в разах, а в децибелах, т.е.
ку = 1О1е(Рвых/Рвх).	(5)
где Ргых и Рвх - выходная и входная мощность усилителя в ваттах.
Коэффициент усиления может быть различным для отдельных эк-: земпляров усилителей одного типа. Он зависит от величины входной мощности, частоты сигнала, электрического режима и некоторых других факторов.	' \	ч;:/'
3.4 Амплитудно-частотная характеристика
 Зависимость коэффициента усиления от частоты входного сигнала - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) имеет сложный’характер, определяемый частотными свойствами контуров и параметрами активных элементов, качеством согласования с источником сигнала и некоторыми другими причинами.
Типичные АЧХ усилителя• показаны на рис.4
Ку
К^илкс
Кумин
9
Чтобы характеризовать изменение усиления в рабочем диапазоне частот, пользуются понятием"перепад коэффициента .усиления" (неравномерность усиления), показывающим, на сколько максимальное усиление Ку макс отличается от минимального Ку \11}Я в заданном ди апазоне частот. Он определяется в децибелах
ЛКу = Ку макс " Ку мин-
(6)
Иногда перепад коэффициента усиления вычисляется относительно среднего значения коэффициента усиления в рабочем диапазоне частот; тогда ои имеет два знака плюс и минус. Например, Ку=15ЫдБ
З.бВыходная
мощность
Под выходной мощностью усилителей понимают мощность (непрерывную или импульсную), выделяемою на согласованной высокочастотной нагрузке при усилении сигнала в рабочем диапазоне частот. Характер зависимости выходной мощности входного сигнала (амплитуд ная характеристика) и соответствующее изменение усиления приведены на рис.5. На амплитудной характеристике усилителей выделяют обычно несколько участков, соответствующих различным режимам работы. Начальный участок характеристики, на котором приращение выходной мощности пропорционально приращению входной, соответ-линейнсм»	
ствует так называемрмуурежиму работы. На этом участке коэффициент усиления приборов не зависит от величины входной мощности и усиление происходит без искажения сигнала. При дальнейшем увеличении входной мощности режим работы прибора становится нелинейным. Такой режим характерен тем, что выходная мощность увеличивается медленнее, чем входная. Коэффициент усиления на этом участке уменьшается и тем сильнее, чем больше входная мощность.
Коэффициент усиления уменьшается до нуля децибел, а при дальнейшем увеличении входной мощности усиль гель начинает ослаблять входной сигнал на величину собственных потерь.
Для мощных усилителей на транзисторах выходная мощность является одним из основных параметров. Для этих усилителей величина выходной мощности обычно определяется по уменьшению коэффициента
10
усиления на 3 дБ относительно усиления малого сигнала (точка 3 на рис.5).
Для малошумящих усилителей важным параметром является не выходная, а максимальная входная мощность в линейном режиме. Так как определить с высокой точностью конец линейного участка (точка 1 на рис.5) в реальных приборах с помощью име: цихся измерительных приборов очень сложно, то принято считать верхней границей линейности амплитудной характеристики максимальную мощность (Рлин) на входе усилителя, при которой коэффициент усилений прибора изменяется не более чем на 1 дБ относительна усиления в линейном режиме (точка 2 рис.5). Максимальную входную мощность выражают в ваттах или децибелах относительно милливатта.
Для малошумящих усилителей чаще указывается максимальная выходная мощность Рвых(лин), соответствующая уменьшению коэффициента усиле-
ния на 1 дБ. Она связана с входной максимальной мощностью
линейного режима простым соотношением
Рвых(лин) = Рлин-Ку.
(7)
3. е ’I и и .а м и ч е с к и й диапазон
И® практике иногда оценивается величина всего линейного уьш-рка Амвл-л’удной характеристики усилителя, так называемый ди-^esrts-z длаплзо». Динамический диапазон определяется как отно-уда.	шйиости линейного режима jc мощности
11
собственных шумов усилителя в определенной полосе частот, т.е.
D = 1О1е(Рлин/КТЛ(Кш),
(8.)
где D выражен ® децибелах;
КТ = 4-10~£1 ВТ’с;
Рлин - в ваттах;
ДГ - в мегагерцах;
Кщ - в единицах.
Величина ширины полосы Af обычно берется равной I МГц или равной рабочей полосе частот усилителя.
3.7 Фазочастот.н
На рис.6 показан характер
Фазочастотная характеристика
Рис. 6
ая характеристика
зависимости фазы усиливаемого сигнала от изменения частоты в рабочем диапазоне - фазочастотная характеристика (ФЧХ) В реальных усилителях в силу ряда конструктивных и технологических причин. ФЧХ (кривая 1) отличается от идеальной (кривая 2), которая представляет собой прямую линию . Наибольшее отклонение по фазе реальной ФЧХ от идеальной в рабочем диапазоне частот определяет нелинейность ФЧХ. Для усилителей на по лупроводниковых приборах нелин^й-ность ФЧХ, как правило, не более ±10°.
Нелинейность ФЧХ является при использовании их в приемных фазированных антенных решетках
важнейшим параметром усилителей
12
4 НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
В этом разделе даются методы описания линейности усилителей. Все обсуждения ограничиваются нечетным порядком нелинейности искажений. поскольку для большинства применений полоса частот усилителя редко превышает октаву. Эта ситуация может измениться, так ка сверхширокополосные усилители.строит именно с использованием ПТШ. В. данном случае практически отсутствуют сведения, которые могли бы использоваться при проектировании усилителей.
4.1 Метод о д в о д е ц’и б е л ь н о й ко м п рес с и и
Наиболее простой вовмсжностью для описани нелинейных характеристик усилителя является измерение мощности Рив. соответствующей сжатию коэффициента усиления на I дБ (рис.7). Нелинейные ис-
4.2 Л в у -частоте нелинейности
кэжения первого порядка (Pjbe) не чувствительны к искажению фазовых характеристик. Следовательно ' иет необходимости в*проведении полного комплекта измерений.Измерения	на
основной частоте после обработки их результатов могут дать детальную информацию о фазовых и амплитудных искажениях.Это особенно полезно при исследовании транзистора и при измерениях, связанных с преобразованием амплитудно-модулиро-ванного сигнала в частотно-модули-рованный, которое представляет большой практический интерес.
ы й метод описания усилителя
4.2.1 Передаточная характеристика транзисторного усилителя
Линейные модели в основном достаточны для описания „малошумя-
13
щих усилителей СВЧ. Действительно, при слабых сигналах параметры элементов физических эквивалентных схем не зависят от уровней эт х сигналов, а выходные воздействия линейно зависят от входных.Тем не менее требования к малошумящим усилителям, подвергающимся многочастотным воздействиям (особенно это касается усилителей связных приемников), столь высоки, что даже слабые мешающие сигналы, попадающие в полосу пропускания приемников, недопустимы. Особенно опасными в -этом отношении являются составляющие на частотах 2M-W2 и	возникающие при приеме двух сигналов на частотах
й>1 и «г- Есе это делает необходимым хотя бы краткое упоминание о Нелинейных свойствах СВЧ-транзисторов и усилителей.
Наглядное, хотя далеко неполное, представление об этих свс ютах можно получить на основании рассмотрения передаточной характеристики транзистора. Пусть входной сигнал равен х, а выходной у .Аппроксимируем с помощью степенного ряда Тейлора функцию
У « Г(Х),	(9)
где f- передаточная характеристика устройства в рабочей точке
у « f(xo) + Е f(п)(хо)(х-хо)п,	(10)
П-1
Здесь ffn)(x) - производная передаточной характеристики в рабочей точке хо.
Ограничиваясь двумя сигналами
X » Хо + aiCOSWIL + «2COSW2t	(И)
и первыми тремя производными	выходной сигнал можно
представить в виде
1
у = f(xo) +----f”(«l2 + «2z) +
4
14
1	1
+ Cf’ai +-----f’” «if------	+ «г2)Jcoswit +
4	2
1	1
+ [f'«2 + --- f”’ йг(----- «22 + «l2)]C0SW2t +
4	2
1
+ ---- f’(«i2cos2wit + a22cos2w2t) +
4
1	.	(12)
+ ---- f*”(<Xl3COS3Wit + rt23COS3W2t) +
24
1
+ —- f"tai«2cos(wi ± W2)t) +
2
1
+ ---- f ” ’ f«i2«2COS(2wi ± »2)t + .ai2a2C0S(2<i>2 ± <i>l)tJ...
8
Из приводимого разложения видно, что:
1.	Изменение положения рабочей точки пропорционально второй (в общем случае четной) производной передаточной характеристики.
2.	Линейность усилителя (т.е. ; у*=кх) сохраняется лиш. в случае равенства нулю третьей (в общем случае нечетной) производной.
3.	Четные гармоники обусловлены четными, а нечетные нечетными производными.
4.	Суммарные и разностные составляю1гле обусловлены четными производными.
5.	Комбинационные или интермодуляционные-составляющие (ИМС) третьего и высших порядков обусловлены нечетными производными (а также черными, если учитывать взаимодействие сигналов на нагрузке), (см. заключительный абзац этого раздела).
Искажения, определяемые 2-й производной (и квадратом ампли
15
туды), называют искажениями 2-го порядка, а искажения, характери зуемые 3-й производной (и кубом амплитуды), -. искажениями третьего порядка или интермодуляционными искажениями третьего порядка).
Одним из следствий нарушения линейности является уменьшение коэффициента усиления при возрастании уровня входного сигнала. Действительно, в случае одного входного сигнала x=«icoswit. вы-1
ходной сигнал у = f'«i + —	а коэффициент усиления
1	2
f’ + --- Соответственно падение коэффициента усиления от-
8	1
носительно малосигнального f’, равное 1 + ----- будет
8
увеличиваться пропорционально квадрату амплитуды входного с -нала (так как f' > 0, f”’ < 0). .
4.2.2 Точка пересечения Pi
Поскольку выходная мощность основной частоты и второй, и третьей гармоник возрастают при увеличении входной мощности соответственно пропорционально первой, второй, и третьей степеням входной мощности, зависимости Рвых - Г(Рвх<<>1) Пересе1 потея при некотором значении входной мощности. Точки пересечения экстпапо-•!ированных кривых
Р2Ы1 = ( (Рвх«1) и Рз<1>1, Римс “ f(PexWl), Р<1>1 = f(PBXWi)
Нелинейность характеристик
РВх,^бм£>г
Рис.8 .
могут не совпадать, Па рис.8 они выбраны без уменьшения общности рассуждений совпадающими. Значение точки пересечения (она может быть определена экспериментально для каждого типа транзистора) позволяет находить уровень гармоник на выходе транзистора при произвольном уровне входного сигнала.
Можно показать (например с помощью (11). что соотношения, связывающие выходные мощности основной частоты (Pwi), удвоенной час
16
тоты (Powj) и интермодуляционных составляющих третьего порядка Р11м: с выходной мощностью основной частоты в точке пересечения Р [. имечвт вид
Pgwi = ePwj - Pj (дбмВт),
(13) Римс “ P3W1 “ ЗРьц-йР] (дВмВт!.
Выходная мощность, при которой коэффициент усиления реального усилителя уменьшается на I дБ пр сравнению с малосигнальным усилителем, на 9 дБ меньше, чем выходная мощность .в точке пересечения
р!дБ « Pl ‘ 9 (ДБМВТ),- (14)
Нарушение линейности усиления в случае нескольких сигналов приводит к ряду других нежелательных последствий. К ним относятся искажения- законов модуляции входного сигнала ва счет гармоник частоты мешающего сигнала на входной сигнал -- перекрестная модуляция.
Таким образом, использование двух сигналов с близко разнесенными частотами (wi и <02) позволяет без особых сложностей промоделировать ситуацию, которая наиболее близка к реальной. Обычно для описания нелинейных свойств используется два параметра. Первым является точка пересечения Рг, определяемая графическим путем при построении амплитудных характеристик (АХ) основного сигнала и комбинационных составляющих (рис.9).
ИнтерМодуляциончнии будут составляющие на частоте 2«1-. <02 или Быг-ьм. Нелинейность проявляется прежде всего в, появлении составляющей третьего порядка.Мощность на выходе, соответствующая пересечению амплитудных характеристик, называется,точкой пересечения.?;.
Другим параметром, определяющим степень нелинейных искажении, является ко&ФФициепт интермодуляционных искажений.
КИИ* Ргь>1~ <02 - Pwj. (15)
Степень подавления комбинационных составляющих по отношению к основным сигналам - различна (рис.9,б) и зависит от конс-тр.у-ктнвуах «(^ннйгтей уечли^еля» ф полосу пропускания усилителя
17
Точкд ПЕРЕСЕЧЕНИЯ R И НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ
18 могут попадать комбинационные составляющие (интермодуляционные продукты! третьего порядка. Они налагают верхний предел на динамический диапазон усилителя, свободный о комбинационных составляющих.
Для малосигнальных условий при подаче на вход усилителя двух сигналов равной амплитуды уровень интермодуляционной составляющей третьего порядка может быть определен ив точки пересечения, в которой все нечетные порядки пересекаются (рис.9,а). Точка пересечения обычно располагается как минимум на 9 дБ выше "линейной" выходной мощности, наклон зависимости Рвых от РВх для основного сигнала составляет 1:1, наклон аналогичной зависимости для интермодуляционного сигнала третьего порядка -3:1, результирующая в наклоне разница составляет 2:1. Таким образом, если выходная мощность при уменьшении усиления на 1 дБ составляет +10 дБмВт, то мощность в точке пересечения будет составлять приблизительно +20 дБмВт. Выходная мощность в линейном участке амплитудной характеристики величиной в О дБмВт будет на 20 дБ ниже точки пересечения, а интермодуляционные составляющие третьего порядка будут на 40 дБ ниже основного сигнала.
4.2 3 Динамический диапазон
Важной характеристикой нелинейных свойств транзисторного усилителя является динамический диапазон усилителя Б1Дб. За критерий линейности принимается уменьшение усиления на 1 дБ по отношению к усилению на малом сигнале. Иногда за верхнюю границу ди-" намического диапазона Рв принимается мощность насьацения, которая обычно на 6 дБ больше, чем выходная мощность при компр- -сии 1 дБ; усиление «при этом приблизительно на 6 дБ меньше малосигнального.
Нижняя граница динамического диапазона усилителя Рк определяется минимальной мощностью сигнала, обнаруживаемого на фоне шума (см. рис.9,а). Таким образом:
В1дБ “ Рв/Рн или 01 дБ = Р1дБ/КТЛРРЙтО,8..	(16)
где Р1Хб - выходная мощность, соответствующая уменьшению ма-лосигнал!ного коэффициента усиления G на 1 дБ;
С.8 - соответствует 1 дБ;
19
1 “
. AF = — J GT(w)dw - эквивалентная шумовая полоса;
Gt О
Gt(w), Gt - текущее и максимальное значения коэффициентов усиления;
КТ = 4-10"zlBT.C (при Т = 300 К);
F - коэффициент шума (дБ).
В связных приемниках нижняя граница линейного режима работы усилителя по-прежнему определяется мощностью шумов, т.е. произведением KTAFFGt, а верхняя - сигналом порождающим интермодуляционные составляющие, равные этим шумам; динамический диапазон Риме в этом случае равен
Оимс - P’wi/KWF = P'bxWi/KTAFF.	(17)
здесь Р’вх»1 “ P'wi/Gt - входная мощность, при которой выходная мощность интермодуляционных составляющих третьего порядка Римс’Р*»! равна мощности выходного шума KTAFFGt.
Легко видеть, что в терминах P’wi. Pi, Римс. КТ—174(ДБмВт>, ДБ. F. G (дБ):
2
Симе - P’wi - Римс " 2(PrP’wi) - ---- (Pi - Римс) (18)
3
где Римс '• “174 ♦ ДБ + Б + Ст.
Приведем иллюстрированный пример.
Пусть Pl - 30 ДБмВт, Pwv= -10 дБмВт, G = 10 дБ. Тогда РвхЫ1 * “20 дБмВт, Pgd>i “ -20-30 = -50 дБмБт, Pgwj = Римс = « -30-60 • -90 ДБмВт. Пусть при тех же условиях ДБ « 100 МГц, Б * 3 дБ. Тогда 01дБ - 102 дБ, Римс = 74 дБ, так как при Римс * = КТДББвт = -81 ДБмВт, Р’Ы1 » (-81+2 30)/3 - 7 дБмВт, что следует из формулы (12).
20
б АНАЛИЗ УСИЛИТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ S - ПАРАМЕТРОВ •
5.15-параметры
При анализе и разработке схем усилителей наиболее удобно
представить его в виде четырехполюсника и определить его входные
и выходные напряжения (токи), сопротивления (проводимлсти) и параметры передачи.
Транзистор на СВЧ наиболее полно описывается матрицей рассе
яния четырехполюсника. При иных способах описания необходимы измерения режимов короткого замыкания и холостого хода, которые затруднены в этом диапазоне частот. При расчете усилителей матрица рассеяния обеспечивает всю необходимую информацию,
При построении усилителей одним из важнейших является соображение об устойчивости режима его работы. Усилитель может быть либо условно, либо абсолютно устойчив.
Эквивалентная схема усилителя
Рис. 10
На рис.10 транзисторный усилитель представлен на эквивалентной схемой .четырехполюсника. Комплексные амплитуды волн, отраженных от входа и выхода четырехполюсника, равны:
Uoi “ SnUni + S12U02,
(19)
UnZ “ SgiUni + S22U02
или в матричном виде
(20)
где S21 - коэффициент, характеризующий отношение напряжения на выходе четырехполюсника к напряжению на входе и равный усилению устройства;
S’1 - коэффициент отражения на входе при согласованном выходе устройства;
21
322 " коэффициент отражения на выходе при согласованном входе;
S12 - коэффициент, характеризующий потери усиления в обратном направлении
Во всех случаях S - параметры являются комплексными величинами. Можно записать следующие выражения для S - параметров на основании уравнения (4.1):
Sn «|Un2lUoi/Uni; S22 =|UnilU02/Un2;
(21)
s2i =|Un2|U02/Uni;  -	Si2 =I Uni|Uoi/Un2.
S - параметры определяются экспериментальным путем при помощи обычных СВЧ методов измерения напряжения и фазы падающих о отраженных волн.
5.1 Коэффициент усиления
При построении усилителей, предназначенных для работы в режиме слабого сигнала, удобно пользоваться коэффициентом усиления по мощности устройства, нагруженного на произвольную нагрузку и питаемого от генератора с произвольным сопротивлением.
Усиление мощности определяется как
мощность, поступающая на нагрузку
G = ------;--------------------------------- (22)
мощность, поступающая на вход усилителя
и задается в виде
IS21I2 (1 - |Гг|2)(1 -|ГН12)
G - ------------------------------------- .	(23)
(1 - 5цГг)(1 - S22rB) * 512521ГнГг
где Гв и Гг - соответственно комплексные коэффициенты отражения от нагрузки и от генератора, включаемых на входе и выходе усилителя.
Если вход и выход танзистора согласованы (Si2 « О) макси-
22
мапыюе усиление G можно выразить через S - параметры следующим образом:
IS21I2
С )ЗХс *		1	.	(25)
(1 - |S11I2)('1 - IS2212)
Это выражение можно рассматривать как произведение трех составляющих '
1 1
ймакс “ IS21I2	’	‘ ~т
U - |SUI2) . (1 - IS22I2)
или	'
Сь<акс(ДБ) - Go + G1 + &2,	(26)
где Go - усиление по мощности при согласованных сопротивлениях нагрузки и источника;
Gi - добавочное усиление (или потери), вызванное согласованием сопротивлений транзистора и генератора;
02 - добавочное усиление (или потери), Вызванное согласованием выхода усилителя с нагрузкой..
Коэффициент усиления служит мерой того, насколько более эффективно транзистор производит согласование данной нагрузки с данным источником колебаний, чем пассивные согласующие цепи; У
5.2 Устойчивость
Под устойчивостью системы понимают отсутствие в ней нараста- • ющих во времени расходящихся свосодных напряжений и токов, т.е. отсутствие самовозбуждения.В Понятие "устойчивость усилителя" не вкладывается смысл стабильности его характеристик при различных дестабиливирующих Факторах. Для этоГо используется другой общеп-ринятый в настоящее время термин " чувствительность к изменению параметров". Обеспечение устойчивости в диапазоне СВЧ представляет проблему значительно более серьезную, чем.на низких,частотах. ' Это обусловлено тем, что значения паразитных параметров йрй переходе к СВЧ диапазону не могут быть уменьшены пропорционально дли- .
Це волны из-за Физических и технологических ограничений и их влияние этом диапазоне относительно увеличивается. Это относится и ' к пассивным пеням, нагружающим полупроводниковый прибор, поскольку нагрузки являются обычно частотнозависимыми.На СВЧ, наконец, значительно увеличивается абсолютный диапазон частот, в котором 1 должна обеспечиваться устойчивость.
В отличие от традиционных усилителей (например, резонансных усилителей высокой частоты), в которых самовозбуждение обычно происходит в рабочем диапазоне частот, в усилителях СВЧ оно чаще всего возникает вне рабочего диапазона. Поскольку устойчивость СВЧ полупроводниковых приборов.в значительной степени определяется паразитными элементами, пренебрежение ими в моделях некоррект-.но, а исследование устойчивости представляет сложную вычислительную задачу.
Первым соображением при проектировании усилителя является обеспечение режима, исключающего возможность самовозбуждения устройства. Усилитель может быть либо условно, либо абсолютно устойчив. Он з'оолютно устойчив, если при любых пассивных нагрузках его входное и выходное сопротивления положительны.
При разработке транзисторных усилителей должжна быть обеспечена их требуемая устойчивость. Коэффициент устойчивости можно выразить через S - параметры следующим образом:
1 + IS11S22 - S12S21I2 - |Sn|2 -| S22l2
Куст - ————-------------------------г------------. (27) 2 IS12S21I
Необходимым условием абсолютной устойчивости усилителя является выполнение неравенства Куст > I. Под абсолютной устойчивостью понимают устойчивость цепи при произвольных пассивных внешних нагрузках.
При Куст < I транзисторный усилитель неустойчив, т.е. его усиление при соответствующих нагрузках может быть бесконечно большим (или же наступит самовозбуждение).
24
6 ИЗУЧАЕМЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
6.Электрическая, схема
Схема электрическая принципиальная усилителя представлена на
рис.11.
Вход >‘-ёкг-
•< J
5
Схема электрическая принципиальная усилителя
0.01
_________, 0,01 Ini Ir2 И,5И ЗдоП R4
Cl С2 5!
12,2 ТЭ1
фСб м
Рис. 11
Транзисторный усилитель собран на биполярном транзисторе VI (2Т640А2), -включенном по схеме с 03. По постоянному току база транзистора VI закорочена на землю через дроссель L1. В цепь эмиттера транзистора включены дв^'не зашунтированных емкостных ре зистора R1.R2. Включение этих резисторов выполнено, во-первых, лйг увеличения входного сопротивления транзистора VI  и- согласования его по входу с сопротивлением генератора, а,во-вторых, для умень
25
шения влияния разброса параметров транзисторов на усллит»лънвне свойства схему. Подобное включение при малых номиналах резисторов позволяет за счет незначительного умепьления усилении значительно расширить полосу пропускания усилителя и сделать частотную харак-теристику более равномерной. В усилитель введена отрицательная обратная связь по напряжению (резистор R3) с целью уменьшения зависимости коэффициента передачи с? изменения.свойств транзистора.
Резистор R4 служит для подачи питающего напряжения и обеспечения режима транзистора VI по постоянному tokv. Дроссель L2 обеспечивает развязку цепей ВЧ и постоянного тока. Конденсатор С4 - разделительный, 01,02.05,06 - блокировочный. Индуктитные отрезки 11,12 служат для согласования выхода транзистора с нагрузкой.
6.2Конструкция
Конструктивно усилитель представляет собой микросборку (рис.12) вкаючающую корпус (1), СВЧ разъемы (2,3), микрополоско-вую плату (4).
Ввод питания осуществляется через стандартный разъем (5). На плате (6) собрана схема запиты усилителя от бросков питающих напряжений (рис.13). Схема собрана на двух стабилитронах 2С147. Фильтры Z1 (7) и Z2 (8) вмонтированы в корпус микро-сборки.
Микрополосковая плата выполнена на подложке из поликора раз мерой 15 х 24 мм2, толщиной 1мм. Плата вставлена в корпус, изготовленный из дюралюминия, на титановой рамке для согласовчния коэффициентов линейного расширения.
Транзистор имеет плоские выводы, предназначенные для монтажа в микрополосИовой линии (МГГЛ).
•
6.3 Топология
Топология.микрополосковой платы приведена на рис.14. Топология односторонняя. Усилитель-выполнен в микрополссксвом исполнении на плате из поликора. Транзистор VI впаивается в 50- омную линию. разделительный конденсатор 04 и блокировочные конденсаторы С1 - 03 и С5. Об навесные типа К10-42 и КП-17. Резистор:* R1 R3 г эмиттерной цепи транзистора навесные типа Сб-1, речист- р R2 в
26
цепи обратной связи транзистора и резистор R4 в цепи питания выполнены по тонкопленочной технологии методом Вакуумного напыления. Дроссели L1 и L2 навесные, выполнены на ферритовых кольцах Питание +5 В и -5 В подводятся к контактным площадкам 3 и 4'соответственно. контактные площадки 5.6 и 7 соединены с нижней "земляной’’ стороны платы с помощью серебряной фольги. Сигнал на вход транзистора поступает с МПЛ 1 и снимается с МПЛ 2.
Рис. -13
27
Топология и «срочный чертеж усилителя
Рис. 14
28
7 УКАЗАНИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
ВНИМАНИЕ!
При подготовке рабочего места необходимо выполнить правила, ипложейныс в разделе "К*' инструкции "Техника безопасности при работе с электронным оборудованием” и "Правила техники безопасности и производственной санитарии в производстве радиоаппаратуры и ап-парат-ры проводной связи".
Изучить раздел "Указание мер безопасности" в "Техническом описании и инструкции по эксплуатации” (ТО и ИЗ) к каждому прибору, входящему в установку, и выполнять его при работе.
#	8 МЕТОДИКА измерения амплитудно-частотной
ХАРАКТЕРИСТИКИ (АЧХ)
Измерения АЧХ производятся с помбщыо прибора для измерения амплитудно-частотных характеристик Р4-11 согласно структурной схеме, приведенной на рис.16, На этом рисунке:
А1 - изучаемый усилитель;
(51 - генератор тачающейся частоты прибора Р4-11;
Р1 - индикаторный блок прибора Р4-11;
PVI - тройник из комплекта прибора Р4-11;
U1.U2 - источники постоянного тока ТЕС-80;
W1.W2 * аттенюаторы Д2-31 10 дБ из комплекта прибора Р4-11;
XW1.XW2 - переходы коаксиальные М3.562.007;
XW3.XW4 - переходы коаксиальные 32*111/4;
А.Е.В.Г.Д - кабели высокочастотные из комплекта Р4-11;
Е.Ж.З - привод МГШВ 0,35.

СтРМКТИРНДЯ СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДМПЛИТМДНО-ЦДСТОТНоА ХАРАКТЕРИСТИКИ
30
9	ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ АЧХ
Подготовке! к измерению АЧХ производится вв следующей после-Л'.чат 'явности: .
1.	Подготовьте к работе прибор Р4-11 в соответствии с ТО и ИЗ. •
‘г. соберите схему, приведенную на рис. 15.
3.	При отключенных проводах Е, Ж и 3 установите напряжения плюс 5 В и минус 5 Б на источниках U1 и U2.
4.	Подключите к источникам провода Е, Ж и 3, подайте на усилитель в первую очередь отрицательное напряжение, а затем уже положительное.
10	ИЗМЕРЕНИЕ АЧХ
Для того, чтобы измерить АЧХ усилителя необходимо проделать следующее:
1.	Аттенюатором и ручкой ОТСЧЕТ прибора Р1 введите такое ос-лзблени, чтобы вершина изучаемой ЛЧХ совместилась с отсчетной линией. Коэффициент передачи усилителя в децибелах определите как разность отсчетов аттенюатора.
2.	Частоту, на которой производили совмещение вершины АЧХ с отсчетной линией, определите с помощью отсчетных меток, имеющихся на счетной линии. Расстояние между метками в частотном масштабе соответствуют частоте, указанной на переключателе МЕТКИ MHz.
3.	Измерение коэффициента передачи усилителя произведите в диапазоне Р00-500 МГц.
4.	Отметьте значение максимального и минимального коэффициента передачи усилителя в рабочем диапазоне частот.'
5.	Снимите напряжение с усилителя, соблюдая последовательность: сначала положительное с коллектора транзистора, затем отрицательное с эмиттера.
6.	Выключите прибор Р4-11.
31
11	МЕТОДИКА
ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ
Измерение амплитудной характеристики и коэффициента усилении производится с помощью ваттметра, согласно структурной схеме, приведенной на рис.16. .
На этом рисунке:
А1 - изучаемый усилитель;
G1 - генератор высокочастотный 1’4-116;
Р1 -.Ваттметр М3-22А;
U1.U2 - источники постоянного тока ТЕС-80;
PV1 - преобразователь . измерительный М5-30 из комплекта МЗ-22А;
XW1.XW2 - переходы коаксиальные М3.562.007;
XW3 - переход коаксиальный Э1-19А;
XW4 - переход коаксиальный Э2-111/3;
А - кабель высокочастотный из комплекта Г4 115;
Б --кабель высокочастотный соединительный;
В - кабель преобразователя измерительного М!> :<);
Е.Ж.З провод МГШВ 0,35.
Мощность измеряется ваттметром на входе и выходе усилители. Амплитудная характеристика представляет собой зависимость гыкод ной мощности Рвых от входной Рвх и характеризует линейный свой> тва усилителя. Практически измеряют зависимость коэффициента у< и ления, который расчитывается по формуле
Ку « lOlgPeux/Pux. ДБ.	(28)
от входной мощности РВх- Уменьшение коэффициента усиления на 1 дБ называется "точкой компрессии" и считается границей линейности Р1дБ по входной мощности.
32
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА . ИЗМЕРЕНИЯ. КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕН
Рис. 16
33
12 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ АМПтеТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ и КОГЖИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ
Подготовку к измерению необходимо произвести в следующей-последовательности:
1. Соберите рабочее место согласно структурной схеме, приведенной на рис.16, подсоединив выход генератора G1 ко входу в'^т-метра Р1.
2. Включите ваттметр Р1 тумблером СЕТЬ, при этом должен-засветиться индикатор и должна загореться кнопка Ж . Переключатель uW/mW установить в положение 1- mW, переключатель й - в положение 75. После прогрева в течение 15 мин, аккуратно вращая отверткой шлиц резистора под знаком *-0 ус.ановить «а ноль показания цифрового индикатора. Затем нажать кнопку ЯРЕ и установить, при необходимости, в ноль показания индикатора, нажать кнопку . При бор готов к измерениям.
.•	3. Включите генератор 61 тумблером СЕТЬ и подготовьте его к
работе в ^ответствии с ТО и ИЗ.Установите кнопкой и ручкой УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ МГц частоту * 300 МГЦ.
4. Проведите калибровку ваттметра Р1, для чего измерьте за висимость мощности от напряжения в проделах от бх104 цУ до 50х104 цУ. манипулируя переключателем ВЫХОД rtHopuTopi* 61,
13 ИЗМЕРЕНИЕ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАК П ИК’ТИКИ И КО:ХМ’ИЦИЕНТА УСИЛЕНИИ
Для того, чтобы провести измерение проделайте следующее:
1.	Установите напряжения минус 5 В и плюс 5 В на источниках питания U1 и 112, контролируя их по встроенным вольтметрам.
2.	; Подключите к источникам питания U1 и U2 провода Е,Ж. и 3, подайте.на усилитель в первую очередь отрицательное напряжение, а затем уже положительное,
3.	Соберите схему измерений, подсоединив вход усилителя А1 к выходу генератора' 61, а его выход - ко входу ваттметра Р1. Измерьте по тем же самым точкам, что и в п.12.4 зависимость выходной мощности от входной, манипулируя переключателем ВЫХОД генератора 61. Ручку ВЫХОД по окончаний измерений поставьте в крайнее лево* положение.
34
14 МьТОДКА ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ
П; пято качество уеилителг определять величиной подавления ИМС третьего порядка - коэффициентом подавления КПз.
Для намерения коэффициента подавления КПз используется установка, структурная схема которой приведена на рис.17.
На этом рисунке:	v
Al - изучаемый усилитель;
Gl.CE - генераторы сигналов высокочастотные Г4-116;
Р1 - ваттметр М3-22А;
П  ан: изазч.спектра сигналов С4-60;
PV1 - преоС'разователъ измерительный М5-Э0 ив комплекта ваттметра МЗ-22А;
(11,112 - источники постоянного тока ТЕС-80; '
W1 - умматор мощности; •
W? - атт°нюа. • J дБ;	. ‘
aWI.XWS - переходы коакст. льные МЗ.562.015;
. XW3 - переход коаксиальный Э1-19А (с 75 на 50 Ом);
XW4 - переход коаксиальный 32-111/3; •
XW5 - переход коаксиальный М3.662.014;
XW6 - переход коаксиальный типа "гнездо-гневдо";
А,Б - кабели высокочастотные ив комплекта Г4-116;
Г.Л - кабели высокочастотные соединительные;
В - кабель преобразователя измерительного М5-30;
Е.Ж.З - провод МГ№ 0.35.
15 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ- ИНТЕРМОДУЛЯШЮННЫХ ИСКАЖЕНИЙ
Подготовку к измерению интермодуляционных искажений необходимо провести в следующей последовательности:
1	Соберите рабочее место согласно структурной схеме, приведенной на рис.17.
2.	Подготовьте к работе в соответствии с ТО и ИЗ индикатор и преобразователь спектроанализатора Р2 и генератор G2 и включите их тумблерами СЕТЬ.
3.	Установите на спектроанализаторе Р2 ручку РАЗВЕРТКА/СКО-FEiCT! в положение 2 юЗ/дел.. переключатель НОМИНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ в
35
о.
36
-3£i дБ. тумблер НОМИНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ' в положение ЛОГ, тумблер ЗАПУСК/ЬИД в положение ВНУТР, тумблер ЗАПУСК в положение СЕТЬ, rw -»ер ВИДЕОФИЛЬТР в положение 10 KHz. тумблер ОБЗОР в положение НА ДЕЛ. переключатель ОБЗОР в положение 0,5, переключатель ’Г'’ЛОСА KHz ь положение 30. Ручками ЧАСТОТА MHz, ГРУБО/ПЛАВНО установить	на цифровом индикаторе, частоту 300 МГц.
Прибор готв к измерениям.
4.	Подсоедините выход генератора G1 ко входу анализатора спектра PC. Полайте сигнал от генератора G1 и ручкой ВЫХОД установите амплитуду отклика сигнала на экране ЭЛТ на 3-4 клетки.по ма>-!ята6вой сетке. Затем ваттметром Рт измерьте величину мощности генератора G1. разделите на количество клеток и получите величину мощности. приходящуюся из 1 клетку.
5.	Установите на генераторе G1 ("сигнал") кнопкой и ручкой УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ МГЦ частоту 300 МГц, а на генераторе G2 ("помеха"; - йй5 МГц. Поставьте переключатели ВЫХОД в положение 30-Ю4цУ. Установите мощность сигнала 1 мВт и помехи 1 мВт на выходе сумматора W1 с помощью ваттметра Р1 ручками ступенчатых аттенюаторов на генераторах G1 и G2, включая поочередно кнопки ГВЧ на генераторах.	‘
6.	Подключите поочередно генераторы 61 и (52 КС спектроанализатору Р2. Отметьте на экране ЭЛТ прибора Р2 надичие откликов •сигналов генераторов. Проконтролируйте частоты генераторов на приборе Р2.	-\ •
7.	Соберите схему измерений с сумматором W1 и двумя> генераторами G1 и G2. Поочередно отключая генераторы, установить суммарную мощность двух сигналов, равную ранее измеренной мощности, при которой выходная мощность уменьшается на 1 дБ. Мощность каждого генератора, измеренная на выходе сумматора W1. должна составлять 0,5 измеренной ранее входноГ мощности Pjag для^усилителя. ’
16	ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ
Измерения проводятся в следующей последовательности:
1.	Подайте сигналы от обоих генераторов G1 и G2 через сумматор W1 на усилитель А1 и наблюдайте на экране ЭЛТ отклики основных сигналов Ах, Аг ("сигнал" и "помеха") и двух гармоник интермо
37
дуляционных составляющих третьего порядка Аз и Аз'. Определите вех 'чину подавления комбинационных составляющих .по отношению к основным сигналам
а КПЗ = Ai - Аз, дБ. (go
2.	Увеличивая мощность основных сигналов, измерьте в нескольких точках (не менее 4-х), величину подавления комбинациоиьих составляющих. Необходимо следить чтобы амплитуды1 основных сигна лов Ai и Ай были одинаковые.
3.	Снимите напряжение с усилителя, соблюдая последовательность: сначала положительное -с коллектора транзистора, вitем отрицательное с эмиттера.
4.	По окончании измерений выключите приборы.
17	УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
Для оформления результатов необходимо:
1.	Результаты измерений оформить-в виде таблиц.
2.	Построить амплитудно-частотную характеристику усилителя.
Ку£дБ) = Р(Г)(МГцЗ’.
3.	Вычислить неравномернось коэффициента усиления по формуле
Д Ку в Кумакс * Кумин»
где-Кумакс И Кумин ~ максимальное и минимальное значение коэффициента усиления в рабочем диапазоне частот усилителя,
4.	Построить амплитудную характеристику усилителя
РвыхСиВт) « Р(РВх)ГмВт], расчитать зависимость
Ку(дБ) - F(PbxHmkBt]
и отметить уровень однодецибельной компрессии Р1Лн-
5.	Определить динамический диапазон В усилителя по уровню однолеиибельной компрессии.
6.	Построить график зависимости выходной мощности от входгс-й
3S
децибелах на милливат (дЕмВт) при воздействии двух сигналов на гдод усилителя
Pwwf ДБмВт) = F(Pbx)(ДЕмВт], отм-тпть уровни мощности Рн и Рв и определить динамический диапазон
Римс ’ Рн / Рв-
".Построить график зависимости коэффициента подавления ИМС Тр-'ТВ'ТО порядка от входной мощности
КПз(дБ) - F(Pbx)(дБмВт).
18	УКАЗАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет дайлен содержать:
1.	все пункты задания;
". схему усилителя;
3. результаты работы в виде таблиц и графиков;
4. выводы по работе и оценку полученных результатов (письменно) .
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.	Структура одиночного и балансного линейного усилителя.
2.	Что понимаем под рабочим диапазоном усилителя?
3.	Что называется коэффициентом шума усилителя? Что влияет на коэффициент шума.
4.	Что понимается пол коэффициентом усиления усилителя?
5.	Что такое АЧХ и неравномерность усиления?
6.	Амплитудная характеристика. Нелинейность. Динамический диапазон. Точка компрессии.
7.	Фазочастотная характеристика. Нелинейность ФЧХ.
8.	Что такое динамический диапазон?
9.	Методы описания нелинейности усилителей. Метод однодеци-белъной компрессии.	—
10.	Лвухчастотный метол описания Жлинейности усилителя. Пе--редагочиая характеристика и ее анализ.
11.	Что такое точи- пересечения Pj?
39
12. Какие составляющие спектра называются инт«рмодуляционными?
13.Границы динамического диапазона.
14.S - параметры транзисторного усилителя.
15	. Коэффициент усиления и коэффициент устойчивости.
16	. Электрическая схема изучаемого усилителя.
17	.Конструкция и топология.
18	.Методики измерения параметров.
19	.Объясните полученные результаты измерений.
20.Принцип действия приборов, входящих в установку.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Полупроводниковые входные устройства СВЧ.Том i. Н.З. Шварц. В.С.Эткин, Ю.Л.Хотуицев и др./Под ред. В.С.Эткина. - М. .Сов.радио, 1975. - 344C.
2.	Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ.' - М., Сов.радио. 1980.	368с.
3.	Хелзайн Дж. Пассивные и активные цепи СВЧ: П«р. с англ./Под ред. А.С.Галина. - М.:Радио и связь. 1981. - 200с.
4.	Петров Г.В., Толстой А.И. Линейные балансные СВЧ усилите-: ли. - М.: Радио и связь, 1983. - 176с.
5.	Савельев В.С. Транзисторные усилители СВЧ диапазона. Обзоры по электронной технике. - М.: ЦНИИ электроника, 1979.
6.	Полупроводниковые устройства в схемах СЕЧ. Под ред. М.Ха уэса. Д.Моргана. Пер. с англ./Под ред. В.С.Эткина. - М.: Мир. 1979. - 44с.
7.	Электронные приборы СВЧ:: Учебн.пособие для вузов по спец. "Электронные приборы"/Березин В.М;,Буряк В.С..Гутцайт Э.М., Марин В.П. - М.: Высш. шк., 19855. - Й96с.
8.	Колосов М.В., Перегонов С. А. СВЧ генераторы и усилители на полупроводниковых приборах. - М.:Сов. радио. 1974. - 80с.
9.	Шварц Н.З. Усилители СВЧ на полевых транзисторах. М.:Радио и связь, 1987. - 200с
Г
УПЛ РГУ.Зяк.ЗП.Т-60.10.л[ .97