УДК621.391.82:621.375
АЛГАЗИНОВ Э.К., АВЕРИНА Л.И.,
БОБРЕШОВ А.М., КРАВЕЦ М.А.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА С
ВХОДНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ НА ДЗПТШ В ПРИСУТСТВИИ
ПОМЕХИ
Воронежский государственный университет, 394693, г.Воронеж, Университетская площадь, 1,
ВГУ, физический ф-т, каф. электроники, тел.: (0732) 789284, e-mail: phelec@main.vsu.ru
Как известно, при усилении двух сигналов, мощности которых существенно
различны, имеет место подавление слабого сигнала (эффект блокирования). В этом
случае необходимо иметь информацию не только о верхней границе динамического
диапазона по блокированию, но и об изменении шума в усилителе на полевом
транзисторе с двумя затворами Шотки (ДЗПТШ).
ДЗПТШ представляется[1] в виде последовательно соединенных ПТШ и
паразитных сопротивлений: первого затвора Rз1, второго затвора Rз2, истока Rи,
стока Rс и межтранзисторного R12 (рис.1). В качестве нелинейных элементов
рассматриваются крутизна Si, выходная проводимость Gсиi, входная емкость Cзиi
(индекс i обозначает принадлежность к ПТШ1 - i=1 и ПТШ2 - i=2).
Рис.1.
Шумовые токи паразитных сопротивлений определяются выражением:
2
i
= 4kT f
/ R ,
jп
j

где j=з1п, з2п, ип, зс1, зс2, r12, k - постоянная Больцмана, Т - температура
кристалла, f - полоса частот усилителя.
Рассмотрим изменение спектральной плотности собственного шума на выходе
усилителя под действием помехи, мощность которой соответствует нелинейной
области усиления.
Учитывая, что тепловые шумы паразитных сопротивлений не коррелированны
с шумами затвора и канала, а последние коррелированны между собой, выражение
для спектральной плотности собственного шума на выходе усилителя может быть
записано в виде:
з1п
з2п
ип
зс1
зс2
r12
G
,
(1)
вых = Gвых + Gвых + Gвых + Gвых + Gвых + Gвых
где
з1п
з2п
ип
зс1
зс2
G
, r12
- спектральные плотности паразитных
вых , Gвых , Gвых Gвых Gвых , Gвых
сопротивлений первого и второго затвора, истока и стока, межтранзисторного
сопротивления, совместные плотности шумов канала и затвора первого и второго
ПТШ на выходе усилителя.
Для того чтобы можно было анализировать изменение уровня собственных
шумов усилителя на ДЗПТШ при воздействии на его вход интенсивной помехи,
введем коэффициент, характеризующий это изменение. Пусть сш
K
- отношение
-
п
G вых
спектральной плотности всех собственных шумов на выходе усилителя в
нелинейном режиме к G
значению этой спектральной плотности в отсутствии
вых
интенсивной помехи.
Введем коэффициенты, характеризующие изменение спектральной плотности
каждого источника собственных шумов по отдельности и соответствующие им
весовые коэффициенты:
jп
jп
jп
Gвых
jп
G
сш
K
вых
jп
jш , (2)
п =
, g =
, тогда K
=
п
g K
jп
п
G
G
вых
вых
j
где j=з1п, з2п, ип, зс1, зс2, r12.
На рис. 2. изображены зависимости з1п
K
(кривая 1) , ип
п
K
(кривая 2), зс1
п
K
(кривая
п
3), r12
K
(кривая 4), зс2
п
K
(кривая 5), з2п
п
K
(кривая 6). Видно, что шумы паразитных
п

сопротивлений Rз1, Rи уменьшаются почти одинаково, уровень же совместного
шума затвора и канала первого ПТШ уменьшается в меньшей степени. Шумы
второго ПТШ и сопротивления между транзисторами подавляются слабо. В
реальном усилителе изменение средней мощности собственного шума на выходе
будет характеризоваться сш
K
, определяемого выражением (2). Кривая сш
п
K
будет
п
смещаться к какой либо сплошной кривой в зависимости от весовых
коэффициентов. Так как вклад второй половины ДЗПТШ в мощность шума на
порядок меньше первой, то поведение коэффициента подавления будет
определяться поведением з1п
K
, ип
п
K
, зс1
п
K
.
п
i
K п ,дБ
1
5
0
6
4
-1
3
сш
K п
-2
K п

2
K бл
1
-3
-45
-41
-37
-33
P , дБВт
Рис.2.
Мерой чувствительности приемной системы служит коэффициент шума,
который для современного приемника определяется главным образом
коэффициентом шума входного устройства. Величина = K / K будет определять
п
бл
ухудшение чувствительности приемника в помеховой ситуации. K - коэффициент
бл
блокирования[2]. K - это коэффициент изменение всех шумов (шумы на входе
п
усилителя + собственные шумы), для его расчета необходимо пересчитать весовые
коэффициенты и учесть изменение входных шумов под действием помехи.
1.
Robert B. Darling. - IEEE Trans., 1989, v.MTT-37, 9.
2.
Алгазинов Э.К., Бобрешов А.М. Коэффициент шума приёмника при наличии
помех// Радиотехника.- 1980.- N6.