Основные качественные показатели (характеристики) преобразователя частоты.
45.Шумы в преобразователе частоты.
Шумы преобразователей частоты
Преобразователь частоты является одним из первых каскадов приемника, поэтому его шумы могут существенно влиять на общий коэффициент шума и, следовательно, на реальную чувствительность РПрУ. Причины шумов преобразователя те же, что и в других каскадах. Для определения коэффициента шума преобразователя частоты на невзаимном элементе можно использовать эквивалентную шумовую схему, подобную шумовой схеме селеативного усилителя и полученные на ее основе соотношения. При этом параметры смесительных каскадов должны соответствовать режиму преобразования. Следует также учитывать влияние побочных каналов приема на коэффициент шума.
Если избирательность преселектора на частотах побочных каналов недостаточно велика, то части спектра, совпадающие с побочными каналами, после преобразования попадут в полосу пропускания тракта промежуточной частоты и общий шум на выходе возрастет.. Это повышение уровня шума можно оценить эквивалентным увеличением эффективной шумовой полосы приемника. Основное влияние на увеличение шума оказывает зеркальный ка-нал, но если избирательность по зеркальному каналу не менее 10 дБ, то его влиянием можно пренебречь. При расчетах часто полагают, что коэффициент шума транзисторных преобразователя частоты в 1,5...2 раза превышает коэффициент шума усилительных каскадов, работающих на тех же транзисторах. Современные транзисторные преобразователи СВЧ имеют шумовую температуру порядка 1000...1500 К.
В диапазоне СВЧ часто используются диодные смесители В диодном преобразователе частоты шумовые процессы вызываются теми же причинами, что и в транзисторном, но вследствие взаимности преобразовательного элемента они приобретают более сложный характер. Шумовой ток диода содержит небольшую тепловую составляющую, но в основном определяется дробовыми флуктуациями носителей через p-n-переход. Этот ток создает напряжение во входной и выходной цепях смесителя. Кроме того, входная и выходная цепи имеют компоненты токов тепловых шумов. Шум входной цепи в результате прямого преобразования создает напряжение промежуточной частоты на выходе и добавляется к выходным шумам контура и диода. Этот шум вследствие обратного преобразования переносится в полосу частот сигнала и создает соответствующее напряжение на входном контуре, которое затем в результате прямого преобразования переносится обратно в полосу пропускания УПЧ, что увеличивает шумы диодного преобразователя.
Помимо рассмотренных, в преобразователях СВЧ существуют шумы гетеродина, имеющие широкий спектр. Мешающее действие оказывают составляющие вблизи частоты сигнала и зеркального канала, которые в результате преобразования попадают в полосу пропускания тракта промежуточной частоты. На сантиметровых и миллиметровых волнах шумы гетеродина могут приводить к увеличению коэффициента шума преобразователя в 2 и более раз. Эффективной мерой уменьшения шумов гетеродина является применение балансных преобразователей частоты.
Коэффициент шума линейного тракта приемника с преобразователем можно определить по формуле
Если преселектор состоит только из входной цепи без усилителя частоты сигнала, то шумы преобразователя сказываются сильнее. У диодных преобразователей частоты на коэффициент шума приемника заметное влияние может оказать шум УПЧ. Его первые каскады должны быть малошумящими.