6Ф2.12 П 26 УДК621.375 Перцов С. В. и Щуцкой К. А. П 26 Усилители радиочастоты. М., «Энергия», 1969. 296 с. с илл. (Библиотека по радиоэлектронике. Вып. 21). Излагаются вопросы теории работы и применения современных усилителей радиочастоты на электронных лампах, транзисторах, тун- нельных диодах, лампах бегущей волны, а также малошумящих кван- товых парамагнитных и параметрических усилителей. Рассматриваются основные характеристики перечисленных усилителей; анализируются вопросы устойчивости и стабилизации их параметров; приводятся неко- торые рекомендации по выбору вида усилителя для различных приме- нений. Книга рассчитана на инженерно-технических работников, студентов вузов и техникумов и широкий круг радиоспециалистов, занимающихся приемио-усилителыюй техникой. 3-4-3 314-69 6Ф2.12 ПРЕДИСЛОВИЕ Усилители радиочастоты служат важнейшей состав- ной частью подавляющего большинства современных ра- диоприемных устройств. В качестве таких усилителей в настоящее время применяют самые разнообразные электровакуумные и полупроводниковые устройства, на- чиная с обычных электронных ламп и транзисторов и кончая квантовыми парамагнитными и параметрически- ми усилителями. Важным значением таких усилителей объясняется посвященное им большое количество литературы, выпу- щенное как у нас в стране, так и за рубежом. Опубли- кованные по усилителям радиочастоты (УРЧ) работы носят весьма разнообразный характер и в своей сумме достаточно широко и полно освещают современное со- стояние отдельных видов УРЧ. Однако в ряде случаев как в практической деятель- ности радиоспециалистов, так и при изучении соответ- ствующих курсов в высших учебных заведениях появ- ляется необходимость в одновременном знакомстве с усилителями радиочастоты различных видов. В связи с этим авторы поставили своей задачей рассмотреть наиболее распространенные виды современных УРЧ в рамках одной книги. Значительное внимание уделяется рассмотрению основных характеристик современных УРЧ, вопросам их применения и перспективам развития. Большое разнообразие рассматриваемых усилителей не могло не повлиять на характер изложения материа- ла. Так, в главах, относящихся к достаточно хорошо исследованным ламповым и транзисторным усилителям, основное внимание авторы уделяли некоторым харак- терным особенностям анализа и расчета таких усилите- лей, что объясняет большую по сравнению с другими разделами насыщенность этих глав математическим ма- териалом. С другой стороны, в разделах, посвященных относительно новым видам усилителей, главное внима- ние обращалось на изложение вопросов, связанных с фи- зическими принципами работы, некоторыми конструктив- ными особенностями, а также применением этих усили- телей. 'При написании книги авторы стремились использо- вать максимально простой математический аппарат, чтобы сделать ее доступной не только инженерам и сту- дентам старших курсов вузов, но также учащимся тех- никумов и широкому кругу радиоспециалистов-практи- ков. В пределах книги ограниченного объема авторы не могли исчерпывающим образом изложить теорию рабо- ты и применение рассмотренных усилителей. Для желаю- щих глубже ознакомиться с отдельными вопросами, не получившими достаточного освещения в настоящей ра- боте, в конце книги приведена необходимая библиогра- фия. Главы 1, 6, 7, 8, 9 и заключение написаны С. В. Пер- цовым, главы 2, 3, 4, 5 — К. А. Щуцким. Авторы выражают признательность доц. Г. М. Кры- лову за полезные замечания, сделанные по рукописи книги. Авторы понимают, что книга не лишена недостатков: поэтому все замечания и пожелания будут приняты с благодарностью. Авторы ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ РАДИОЧАСТОТЫ 1-1. НАЗНАЧЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ Под усилителями радиочастоты (УРЧ) обычно по- нимают устройства, следующие непосредственно за вход- ной цепью радиоприемной системы и усиливающие при- нимаемый сигнал на его несущей частоте. Помимо уси- ления высокочастотных сигналов, такие каскады служат и для создания необходимой частотной избирательности радиоприемного устройства. В соответствии с функциональными задачами усили- тель, как правило, состоит из двух основных элементов: усилительного прибора и резонансной системы. В качест- ве усилительных приборов в зависимости от диапазона и требований, предъявляемых к усилителю, могут при- меняться электронные лампы, транзисторы, лампы бе- гущей волны (ЛБВ), параметрические и молекулярные (квантово-механические) усилители, туннельные диоды, а также некоторые другие приборы на твердом теле. Резонансными системами УРЧ могут служить колеба- тельные контуры различных видов, резонансные и по- лосковые линии, объемные резонаторы и т. п. Усилитель радиочастоты может состоять из одного или несколько каскадов. Применение многокаскадных УРЧ значительно усложняет конструкцию и настройку приемника, а в некоторых случаях может вызвать не- устойчивость системы. В современных радиовещательных и связных приемниках, как правило, применяют один и значительно реже два каскада усиления. В радиолока- ционных и некоторых других типах приемных устройств часто применяют многокаскадные УРЧ. 5 К усилителям радиочастоты предъявляется целым ряд требований в отношении избирательности, коэффи- циента усиления, шумовых характеристик, полосы про- пускания и устойчивости, допустимого уровня нелиней- ных искажений и перекрестной модуляции, а также кон- структивных параметров. Требования к избирательности УРЧ в значительной степени определяются особенностями его применения. Так, например, для УРЧ, используемых в супергетеро- динных приемниках, наиболее существенной является избирательность усилителя по зеркальному каналу. Для приемников, работающих в диапазоне частот, важней- шее требование состоит в обеспечении равномерности избирательности и усиления по диапазону перестройки. Усилители с фиксированной настройкой должны иметь максимальную избирательность и усиление на заданной частоте настройки. Общим требованием, предъявляемым к УРЧ, является обеспечение соответствующего коэффициента усиления. Особенно существенным это требование является в уси- лителях, предназначенных для применения в высоко- чувствительных приемных устройствах. В этом случае, как будет показано ниже, использование достаточно большого усиления по высокой частоте позволяет до- биться существенного уменьшения влияния шумов части приемника, следующей за УРЧ, на чувствительность приемного устройства. В супергетеродинных приемных устройствах СВЧ- диапазона до последнего времени отсутствовали УРЧ. В качестве первого каскада таких приемников исполь- зовался преобразователь частоты на полупроводниковом диоде с малым коэффициентом передачи и плохими шу- мовыми характеристиками. Применение современных ма- лошумящих усилителей диапазона СВЧ, обладающих высоким усилением, создает реальные возможности по- вышения чувствительности приемников этого диапазона на один-два порядка. Применение таких усилителей в приемниках диапазона СВЧ, построенных по схеме с прямым усилением, также значительно повышает ка- чественные показатели последних, увеличивая их чувст- вительность, улучшая отношение сигнал/шум и т. д. Весьма важное требование, предъявляемое к усили- телю, состоит в получении минимально возможного уровня собственных шумов. Шумовые характеристики 6 усилителя в значительной степени определяют чувстви- тельность приемного устройства. Действительно, с допу- стимой для большинства практических расчетов точ- ностью можно полагать, что коэффициент шума (см. § 1-2) радиоприемного устройства определяется шумами его двух первых каскадов: (1-1) •'р.расп где Ш—результирующий коэффициент шума системы; Ш\ — коэффициент шума первого каскада; Шг—коэффициент шума второго каскада; •^р.расп—коэффициент усиления располагаемой' мощ- ности первого каскада. Из соотношения (1-1) следует, что при достаточно большом коэффициенте усиления первого каскада коэф- фициент шума всего приемного устройства. 'Ш^Ш\. Требование устойчивой работы предъявляют ко всем без исключения усилителям. Особое значение приобре- тает это требование по отношению к усилителям регене- ративного типа, например к молекулярным и параметри- ческим, а также к усилителям на туннельных диодах. Как известно, усиление в таких усилителях происходит благодаря внесению в колебательную систему дополни- тельной энергии на частоте сигнала и в фазе с ним. При таком процессе частично компенсируются потери в коле- бательной системе и увеличивается резонансное напря- жение на контуре. В случае полной компенсации по- терь система может возбудиться. Усилители на элек- тронных лампах и транзисторах также могут терять устойчивость вследствие действия паразитных вну- тренних обратных связей. Упомянем еще требования к динамическому диапа- зону усиливаемых сигналов, к допустимой степени иска- жений полезного сигнала и стабильности электрических показателей усилителя. Кроме того, усилитель должен отвечать ряду конструктивных требований, определяемых особенностью назначения и применения приемного устройства. ' Под располагаемой или номинальной мощностью понимают мощность, отдаваемую источником в согласованную нагрузку. 7 Усилители радиочастоты можно классифицировать по ряду признаков. Такими признаками могут быть: диапа- зон рабочих частот; применяемая схема межкаскадной связи; способ перестройки; схема включения усилитель- ного прибора; вид резонансной системы; ширина полосы пропускания и т. д. Различают, например, широкопо- лосные и узкополосные усилители. В основу этой класси- фикации положено отношение ширины полосы пропу- скания 2Af к средней частоте /о внутри полосы пропу- скания. При отношении 2Д///о<0,2 усилитель считается Усилительные npuSopti И^пользуюшир взоимодей — ?' зависимым генера- Регенеративного стСие улектроннаго потопа таран тона типа с электромагнитным лолгм ,i—г/т\"^^ На тун- К8йнто8ые Ломпо8ые Транзисторные немных паромам - ЛБ8 Клистроны _______ ________ диодах нитныб Ограниче- ИИШ MSH ШОМги ЗОГги. ниепочас- ВЦ 711 Гги. 2S-30 Гги. _______I I_______.J i—————i moms от- L.. .--__,„ 1—————— cumcrnSijSri] ___1'___ MR Параде/при- чеение ^0 I ги. 311-3S Гт Рис. 1-1. Классификация усилителей радиочастоты. (Цифры под названием типа усилителей соответствуют предельной частоте.) узкополосным, а при отношении 2А/7/о>0,2—широкопо- лосным. 'По виду настройки усилители могут быть раз- биты на две группы: с переменной настройкой и с фиксированной настройкой. В настоящей книге усилители различаются по тинам усилительных приборов, применяемых в них (рис. 1-1*). * УРЧ на клистронах п ЛОВ из-за большого уровня собствен- ных шумов в качестве УРЧ радиоприемных устройств как правило не применяются и поэтому в настоящей книге не рассматриваются. 8 1-2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ Основные характеристики усилителей могут быть разделены на две группы: внутренние и внешние. Под внутренними характеристиками понимают элек- трические параметры усилительного прибора, пред- ставленного в виде активного линейного четырехполюс- ника. Эти характеристики будут рассмотрены в сле- дующей главе. Следует заметить, что представление Источник °~~\ . '~" ,, сигнала __ Учитель ___ Нагрузна ———————I"I.——iг-i .. .< °) Z ^Sx _ _Чыл (у" у^ ! О ^ ^ ! ^у^ —^- — •' isx_^ - _ — — —— ~, ^J_S4x •ОЙ^ОЙ' 1———i±^-LJ _-.'_* J 0—• 6) Рис. 1-2. Скелетная и эквивалентная схемы усили- тельного каскада. а — скелетная схема; б — эквивалентная схема с генера- тором напряжения; в—эквивалентная схема с генерато- ром тока. усилительных приборов в виде активных линейных че- тырехполюсников достаточно строго может быть при- менено лишь к ламповым и транзисторным усилителям, работающим в линейном режиме. Для усилительных устройств других типов, рассматриваемых в этой книге, такое представление либо вообще неприменимо, либо применимо с большими ограничениями. Внешние характеристики усилителя, описывающие его свойства со стороны входа и выхода, определяют при подключении к усилительному прибору источника 9 сигнала и нагрузки. Эквивалентная и скелетная схемы такого усилительного каскада приведены на рис. 1-2. При таком изображении все предшествующие усилите- лю элементы схемы считаются источником сигнала, а часть схемы, следующая за ним, считается нагруз- кой. Источник сигнала может быть представлен либо в виде эквивалентного генератора э. д. с., либо в виде эквивалентного генератора тока. В первом случае эле- менты эквивалентной схемы усилители выражаются в виде сопротивлений, во втором случае—в виде про- водимостей. В настоящем разделе будут рассмотрены только внешние характеристики усилителя, описывающие свой- ства прибора в качестве элемента схемы радиоприем- ного устройства, вне зависимости от физических про- цессов, происходящих в самом приборе. Эти характе- ристики достаточно общие и могут быть применены ко всем типам усилителей, рассматриваемым ниже. В ка- честве таких характеристик приняты коэффициент усиления напряжения и мощности, полоса пропускае- мых частот и шумовые характеристики — коэффициент шума и шумовая температура. Коэффициент усиления напряжения представляют со- бой отношение комплексных амплитуд напряжений сигнала на выходе усилителя к напряжениям на его входе и определяется выражением U, в'"_ v „-/V л —^U- Гвх (1-2) Модуль этого выражения характеризует изменение амплитуды напряжения, а угол ср—фазовый сдвиг, воз- никающий при прохождении сигнала через усилитель (аналогично может быть введен коэффициент усиления по току). Очевидно, при разных проводимостях нагрузки по- лучаются различные величины выходного напряжения при одной и той же выходной мощности. Поэтому це- лесообразно для оценки усилительных свойств прибора ввести коэффициент усиления мощности, определяемый выражением р (1-3) где ^вых^^д ^ Си—мощность, развиваемая в нагрузке усилителя; Рвх=и^0вх—мощность, потребляемая входом; GS, Gsx—активная проводимость нагрузки и входа усилителя соответственно. Таким образом, коэффициенты усиления напряже- ния и мощности связаны соотношением 2 Он V GBX ' (1-4) В ряде случаев усилительные свойства удобно опи- сывать коэффициентом усиления располагаемой мощ- ности Крупен, представляющим собой коэффициент уси- ления мощности от источника при выполнении условий согласования на входе и на выходе усилителя и опре- деляемый отношением располагаемой мощности на вы- ходе усилителя Ррасп.вых к располагаемой мощности источника сигнала Ррасп.и (Круасп часто называют коэф- фициентом усиления номинальной мощности—Крн) '• п у __ 'расп.Бых К (1-5) Ррасп " Р. расп.и При расчетах /<ррас„ можно применять соотношение л Ррасп : = (-!L\ Ru == /-LV °и \^и / ЛВых V. ^и У Овых (1-6) где Ец и /и—э. д. с. и ток генератора, эквивалентного источнику сигнала; /?и и Ои—активные составляющие внутреннего со- противления и проводимости источника; Е, I — э. д. с. и ток генератора, эквивалентного выходу усилителя; ^вых, Свых—активные составляющие выходного сопро- тивления и выходной проводимости уси- лителя. В некоторых случаях модули коэффициентов уси- ления напряжения и мощности выражают в децибелах (<9б) по формулам: Ки(дб) =20\gKu; Кр(дб} = lOlgKp. Полоса пропускаемых частот. Амплитудно-частотная характеристика усилителя приведена на рис. 1-3. Здесь же приведена фазо-частотная характеристика. Макси- мальное значение модуля коэффициента усиления на- пряжения К,ио соответствует резонансной частоте /о и 11 называется резонансным коэффициентом усиления на- пряжения. Ему соответствует резонансный коэффициент усиления мощности К.РО- Шириной полосы пропускаемых усилителем частот принято считать полосу частот между точками резо- нансной кривой, в которых коэффициент усиления на- пряжения составляет 0,707 от своего резонанс- ного значения. Для обо- значения введенной поло- сы пропускания обычно используют символ 2А^о,7 или просто 2Af. Если уси- литель характеризуется коэффициентом усиления мощности, то полоса про- пускания заключается между точками, в которых т^ г\ г" гг ч-» Рис. 1-3. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилителя. Кр == 0,5Кро. В этих точках коэффициент усиления мощности уменьшается в 2 раза по сравнению с ре- зонансным, или, если использовать относительные еди- ницы, падает на 3 дб. Поэтому иногда полосу про- пускания по уровню половинной мощности называ- ют полосой пропускания на уровне 3 дб. Резонансная кривая усилителя может быть задана зависимостью отно- сительных величин y(f) ==Ku(f)/Kuo или обратной ей величины о (f) = Kuo/K.u(f)- В этом случае полоса пропу- скания ограничена точками резонансной кривой, лежа- щими на уровне 0=^2 или у =1/^2. В некоторых случаях при оценке шумовых характе- ристик систем, а также применительно к приемникам сигналов, подобных шумам, используют понятие шумо- вой или энергетической полосы пропускания Яд, опре- деляемой соотношением /7„ (1-7) Величина Ящ определяет мощность шумов Рвых на вы- ходе усилительной системы с резонансным коэффи- 12 циентом усиления располагаемой (номинальной) мощ- ности /Срраоп.о и спектральной плотностью мощности флуктуации на входе p'=dP/df ^вых^Лррасп.оР Чш- Для усилителя с идеальной прямоугольной формой ре- зонансной кривой величина Яш совпадает с шириной полосы, отсчитанной на уровне Y= = 0,707. В остальных случаях Яш>2А/; например, для резонанс- ной кривой одиночного контура Ящ=1,572А/'. Коэффициент шума и шумовая температура. Коэффи- циент шума Ш показывает, во сколько раз изменяется отношение располагаемых мощностей сигнала и шума при переходе от входа к выходу усилительного каскада: ZZ/= (1-8) где (Рс/Рш)вх—отношение располагаемых мощностей сигнала и шума на входе каскада; (Ре/Ли) вых—то же отношение на выходе. Выражение (1-8) может быть преобразовано к виду _'ш. в ых.расп (1-9) т т т ._ ^ш.вых .расл ill — Т"»——————77——— где Рш.вых.расп—располагаемая мощность шумов на выходе усилительного каскада; Рш.и.расп—располагаемая мощность шума источ- ника сигнала; A=1,38-10~23 дж- град—постоянная Боль- цмана; Яш—энергетическая или шумовая полоса пропускания; 7'о==293°К—«стандартная» шумовая температура в градусах Кельвина. В этом соотношении предполагается, что внутреннее сопротивление источника сигнала, определяющее шумы источника, находится при температуре То, что позво- ляет сравнивать шумовые характеристики различных усилителей. Если источник сигнала находится при тем- 13 пературе Т, отличной от То то при расчетах вместо У о надо подставить истинную температуру сопротивления источника сигнала. Из соотношения (1-9) следует, что коэффициент шума показывает, во сколько раз располагаемая мощ- ность шумов на выходе усилительного каскада больше той располагаемой мощности, которая была бы получе- на, если бы усилитель усиливал шумы источника и не добавлял собственных шумов. Если ограничиться рассмотрением линейных систем, для которых справедлив принцип суперпозиции, то, по- ложив в (1-9) ^Ш.ВЫХ =•^Ш.IIЛP'"^•'Ш.COб== "'/(^•'шЛ.Р+.ГШ.СОб) получим: ш= f- D 1 .- I 'ш.СОО \ kT^n^Kp (1-10) Второе слагаемое в соотношении (1-10) характери- зует шумы собственно усилителя, которые принято на- зывать избыточными. В случае идеального усилителя Лп.соб=0 и Ш=\. Рассмотренный коэффициент шума представляет со- бой безразмерную величину. Часто его выражают в де- цибелах, используя соотношение (1-11) Иногда, особенно для характеристики шумовых свойств малошумящих усилителей, вместо коэффициен- та шума удобнее пользоваться понятием шумовой тем- пературы. Из соотношения (1-10) следует, что Лп.соб=йВДп/^ (Ш-1). (1-12) Поделив (1-12) на Кг, получим располагаемую мощ- ность избыточного шума, отнесенную ко входу усили- теля: Р'^б=1гТо(Ш-\)П^. (1-13) В этом выражении величина 7о(Я/—1)=7ш (1-14) имеет размерность температуры и называется «шумо- вой температурой» усилителя. Под величиной Тш сле- дует понимать температуру согласованного с усилите- 14 лем сопротивления, которое, будучи подсоединено ко входу электрически идентичного, но не шумящего уси- лителя, вызывает появление на выходе шумов такой же мощности, что и реальный усилитель при нешумящем (т. е. находящимся при температуре абсолютного ну- ля) источнике сигнала. Физический смысл эффективной шумовой температуры показан на рис. 1-4. г«о°»< /?„ Реальный усилитель ——»——. ^,w 1——0——Г а) Эк1и1алеитний нешумятий усилитель гэ ч) Рис. 1-4. Физический смысл эффек- тивной шумовой температуры. Г'шl'•pш'г=kTшпmк•p• Величина Тщ служит мерой интенсивности собствен- ного шума усилителя, не зависящей от источника сигна- ла, что делает ее весьма полезной при шумовых рас- четах. Заметим еще, что шумовая температура—услов- ное понятие, характеризующее шумовые свойства си- стемы, и не равна ее физической температуре. Соотношение (1-14) позволяет выразить коэффи- циент шума через шумовую температуру: Ш=1 + (1-15) Применение для характеристики шумовых свойств усилителя шумовой температуры или коэффициента шума определяется соображениями удобства. Для уси- лителей с высоким уровнем шумов (Я/^>1) удобно ис- пользовать коэффициент шума. Для малошумящих уси- лителей лучше пользоваться шумовой температурой. 15 Выводы 1. Ламповые усилители следует применять на часто- тах до 1 000 Мгц, а транзисторные—ниже 500 Мгц. 2. Наименьший коэффициент шума и наилучшая устойчивость работы ламповых и транзисторных усили- телей получаются в случае применения каскодной схемы. 3. Для получения меньшего коэффициента шума, лам- пы выбирают по наименьшему значению произведения Кшёвх, а транзисторы — по наименьшей .величине /"о. 4. Для получения наибольшего коэффициента устой- чивого усиления лампы и транзисторы выбирают по наи- большему отношению •S/Ca.c И 5о/Сб.к. 5. Использование малошумящих УРЧ позволяет зна- чительно увеличить чувствительность радиоприемной аппаратуры, .повышая тем самым информационную на- дежность радиосистемы. 6. Применение малошумящих УРЧ рационально толь- ко в системах с низкой температурой антенны. При этом шумовую температуру УРЧ целесообразно снижать до значений, составляющих 10—20% температуры антен- ны. 7. В случае применения малошумящих УРЧ большое влияние на результирующие шумовые характеристики системы могут оказывать шумы второго каскада. Поэто- му при выборе второго каскада необходимо учитывать шумы применяемого на входе УРЧ, а также требования к результирующей шумовой температуре приемника. 8. На шумовые характеристики систем с малошумя- щими УРЧ значительно влияют потери в волноводном тракте. Для таких систем 'следует применять специально сконструированные элементы ,волн.оводн'ого тракта с низ- кими потерями, а в некоторых случаях применять охлаж- дение волноводного тракта или отдельных его элемен- тов. ЛИТЕРАТУРА К главе 1 1. Куликовский А. А., Линейные каскады радиоприемников, Госэнергоиздат, 1958. 2. С и ф о р о в В. И., Радиоприемные устройства, Воениздат, 1954. 3. С и ф о р о в В. И., Радиоприемники сверхвысоких частот, Воениздат, 1957. 4. Колосов А. А., Резонансные системы и резонансные уси- лители, Связьиздат, 1949. К главе 2 1. Сифоров В И., Радиоприемные устройства, Воениздат, 1954. 2. С и ф о р о в В. И., Радиоприемники сверхвысоких частот, Воениздат, 1954. 3. Куликовский А. А., Линейные каскады радиоприемни- ков, Госэнергоиздат, 1958. 4. Лебедев В. Л., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1963. 5. П а л ш к о в В. В., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1965. 6. Семенов К. А., Радиоприемные устройства, изд-во «Совет- ское радио», 1965. 7. Федотов Я. А., Шмарцев Ю. В., Транзисторы, изд-во «Советское радио», 1960. 8. Под ред. Валитова Р. А., Радиотехнические схемы на тран- зисторах и туннельных диодах, изд-во «Связь», 1966. 9. Воробьева Е. Ф., Транзисторные усилители низкой и вы- сокой частоты, учебное пособие по курсу проектирования приемно- усилительных устройств. Всесоюзный заочный энергетический инсти- тут, 1966. Ю.Мамонкин И. Г., Усилительные устройства, изд-во «Связь», 1966. 11. Герасимов С. М., Ми гули н И. М., Яковлев В. П., Расчет полупроводниковых усилителей и генераторов, Изд-во техни- ческой лит-ры УССР, '1961. 12. Щуцкой К. А., Транзисторные усилители высокой частоты, изд-во «Энергия», 1967. ИЗ. Proceedings of the JRE, Влияние ядерных излучений на из- бранные полупроводниковые .приборы, № 7, 1957. 14. Справочник по полупроводниковым диодам и транзисторам, под ред. Горюнова Н. Н., изд-во «Энергия», 1964. 285 К главе 3 1-Сифоров В. И., Радиоприемные устройства, Воениздат, 1954. 2. С и ф о р о в В. П., Радиоприемники сверхвысоких частот, Воениздат, 1957. 3. Куликовский А. А., Линейные каскады радиоприемни- ков, Госэнергоиздат, 1958. 4. Чистяков Н. И., Сидоров В. М., Мельников В. С., Радиоприемные устройства, изд-'во «Связь», 1958. 5. Г у т к и н Л. С., Лебедев В. Л., С и ф о р о в В. И., Радио- приемные устройства, ч. I, изд-во «Советское радио», 1961. 6. Лебеде в В. Л., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1963. 7. Колосов А. А., Резонансные системы и резонансные усили- тели, Связьиздат, 1948. 8. С и в е р с А. П., Радиолокационные приемники, изд-во «Со- ветское радио», 1959. 9. Семенов К. А., Радиоприемные устройства, изд-во «Совет- ское радио», 1965. 10. Палшков В. В., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1965. ill. Крохин В. В., Элементы радиоприемных устройств СВЧ, изд-во «Советское радио», 1964. 12. Белоусов А. П., Расчет коэффициента шума радиоприем- ников, Оборонгпз, 1959. '13. И з ю м о в Н. М., Радиоприем, Воениздат, 1954. 14. Щуцкой К. А., 'Проектирование приемников AM и ЧМ сиг- налов, Госэпергоиздат, 1958. 15. Щуцкой К. А., Транзисторные усилители высокой частоты, изд-во «Энергия», 1967. 16. С могиле в К. А. и др.. Радиоприемники СВЧ, Военное изд-во министерства обороны СССР, 1967. К главе 4 1. Г у т к и н Л. С., Лебедев В. Л., С и ф о р о в В. И., Радио- приемные устройства, ч. I, изд-во «Советское радио», 1961. 2. Лебедев В. Л., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1963. 3. Чистяков Н. 1-1., Транзисторные резонансные усилители, .изд-во «Связь», 1964. 4. Куликовский А. А., Линейные каскады радиоприемни- ><:iB, Госэнергоиздат, 1958. 5. П а л ш к о в В. В., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1965. 6. С е м е н о в К. А., Радиоприемные устройства, изд-во «Совет- ское радио», 1965. 7. Под ред. Валитова Р. А., Радиотехнические схемы :на тран- зисторах н туннельных диодах, изд-во «Связь», 1966. 8. Воробьева Ь. Ф., Транзисторные усилители низкой и вы- сэкой частоты. Учебное пособие пз курсу проектирования приемо- усилительных устройств, Всесоюзный заочный энергетический инсти- тут, 1966. 9. Трахнменко Я. К., Радиоприемные устройства на транзи- сторах, изд-во «Техника», Киев, I964. 286 10. Щуцкой К. А., Транзисторные усилители высокой частоты, изд-во «Энергия», 1967. 11. Заводовский А. 3., Щуцкой К. А., К анализу резо- нансного усилителя с неоднонаправленным активным четырехполюс- ником в качестве усилительного элемента, «Электросвязь». №5,1966. 12. С и м о н о в Ю. Л., Об устойчивости одноконтурных резо- нансных усилителей на полупроводниковых триодах, «Электросвязь», № 11, 1959. 13. Симонов Ю. Л., К расчету устойчивости одноконтурных резонансных усилителей на полупроводниковых триодах, «Радиотех- ника», т. 15, № Ы, 1960. 14. Симонов Ю. Л., Анализ устойчивости резонансных усили- телей на полупроводниковых триодах, «Радиотехника и электрони- ка», № 3, I960. 15. Симонов Ю. Л., Крюков Ю. Г., Анализ каскодного ре- зонансного усилителя на транзисторах, «Радиотехника», № 3, 1961. 16.Мамонкин И. Г., Усилительные устройства, изд-во «Связь», 1966. 17. Справочник по полупроводниковым диодам и транзисторам, под ред. Горюнова Н. Н., изд-во «Энергия», 1964. '18. Рейнфельдер В. А., Разработка малошумящих входных цепей на транзисторах, «Связь», 1967. К главе 5 1. Г у т к и н Л. С., Лебедев В. Л., С и ф о ро в В. И., Радио- приемные устройства, часть I, изд-во «Советское радио», 1961. 2. Куликовский А. А., Линейные каскады радиоприемников, Госэнергоиздат, 1958. 3. П а л ш к о в В. В., Радиоприемные устройства, изд-во «Связь», 1965. 4.Сифоров В. И., Радиоприемные устройства, Воениздат, 1954. К главе 6 1. Коваленко В. Ф., Введение в электронику СВЧ, изд-во «Советское радио», 1955. 2. Сретенский В. Н., Основы применения электронных при- боров сверхвысоких частот, изд-во «Советское радио», 1963. 3. Дж. Р. Пирс, Лампа с бегущей волной, Пер. с англ. под ред. В. Т. Овчарова, изд-во «Советское радио», 1952. 4. С и с с i a G. L., W о 1 k s t e i n H. J., Recent Advances in Low- Noise Traveling Wave Tube, Microwave J., 1964, v. 4—8. 5. D е 1 p h i n P., Evolution du Tube a'propagation d'ondes a faible bruit, L'Onde Electrique № 454, Janvier 1965. 6. E s p a g n о 1 J., Dufour J., Tubes a'propagation d'onde a grand gain et faible bruit, Tubes Hyperfrequences, Paris, 1965. 7. И з р а е л ь с о н, Петер, Лампа бегущей воляы L-диапазона с коэффициентом шума 1,:7 д,б. Труды института радиоинженеров (русский перевод), т. 50, № 7, 1;962. 8. Х о м м е р, Томас, ЛБВ ^-диапазона с коэффициентом шума 1 дб. Труды института радиоинженеров (русский перевод), т. 52, № 2, 1964. 9. N e 1 s о n J. N., I s r a e 1 s о n B. P., Traveling Wave Tube with 2,7 db Noise Figure at 12 Ge/c, Proc. IEEE, v. 54. № 5, 1965. .287 10. Paschke F., Oberblick liber Neuentwicklungen der Elektro- nenrohrentechnik, Nachrichtentechnische Zeitschrift, Heft 7, Juli '1966. '11. «Новости зарубежной электронной техники», март 1966. 12. «Low Noise TwTs», Microwaves, September, 1964. il3. Николае в А. Г., Перцов С. В., Радиотеплолокация, изд-во «Советское радио», 1964. 14. Марков В. В., Малоканальные радиорелейные линии связи, изд-во «Советское радио», 1963. 15.Трошанов Н. А., Радиоаппаратура на лампах бегущей волны, Судпромгиз, 1961. 16. Гвоздовер С. Д., Теория электронных приборов сверхвы- соких частот, ГИТТЛ, 1956. 17. Лошаков Л Н., Пчельников Ю. Н., Теория и расчет усиления ламяы с бегущей волной, изд-во «Советское радио», 1964. К главе 7 1—2. Сигмен А., Мазеры, изд-во «Мир», 1966. 3. Ok wits, Smith J. G, Proc. IRE, v. 49, 1961. 4. Marconi Kev., 1965, 28, № 156, р. 1—26. 5. Сретенский В. Н., Основы применения электронных при- боров сверхвысоких частот, изд-во «Советское радио», 1963. 6. Arams F. R., IRE Trans., MTT-9, 68 (1961). Работа мазера на частотах сигнала, превышающих частоту накачки. 7. Arams F. R„ Proc. IRE, T. 48, стр. d08, 1960. Работа мазе- ра при частоте сигнала, 'превышающей частоту накачки. 8. Electrical Engineering, v. 81, № 8, 1962, р. 634, 635. 9. Autler S. H., Rev. Sci. Instr., 31, 369 (I960); Bull. Am. Phys. Soc., II, 5, 367 (1960), Сверхпроводящие электромагниты. 10. Solid-State Electronics, 1965, 8, № 6, р. 443, '11. Сэнф, Гудвин, К и фер, Но вал с, «Квантовые усилите- ли в радиолокационных системах», Зарубежная радиоэлектроника, № 1, 1962, стр. 74—87. 12. Sat о Т., Steizried С. Т., IRE Trans., SET-8, 164, 1962. Работа системы связи с использованием мазера. 113. Senf Н. .R., IRE Wescon Conv. Record Pt 1, 43 (1960). Ма- зеры для использования в различных системах. 14. Walling J. С., Smith F. W., Solid State Masers, Philips Techial Review, v. 25, 1963/1964, № 11/12. 15. Система охлаждения мазера для связи с ИСЗ, «Зарубежная радиоэлектроника», '1965, № 10, стр. 123. 16. Морис, Миллер, Перестраиваемый в больших пределах широкополосный мазер бегущей .волны, «Зарубежная радиоэлектро- ника», 1965, № 3, стр. 65. 17.Девор, Разработка квантового усилителя миллиметрового диапазона на рубине с накачкой от квантового генератора света, «Зарубежная радиоэлектроника», 1964, № 2, стр. 72. К главе 8 1. Manley J., Rowe H., Proc. IRE, 1956, 44 № 7, Proc. IRE, 1958, v. 46, № 5. 2. Васильев В. Н., Слободенюк Г. И. и др.. Регенера- тивные полупроводниковые параметрические усилители, изд-во «Со- ветское радио», 1965. 288 3. Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых при- боров, изд-во «Советское радио», 1963. 4. П е р ц о в С. В., Параметрические усилители, Госэнергоиз- дат, 1962. 5. Эткин В. С., Гершензон Е. М., Параметрические систе- мы на полупроводниковых диодах, изд-во «Советское радио», 1964. 6. Reeds Aircraft and Equip, News, 1964, v. 6, №11, p. 8. 7. «Электроника», т. 38, № 11, стр. 93, 1965. 8. Reed's Aircraft and Equip. News, 1964, v. 6, № 11, р. 8. 9. Перцов С. В., «Коэффициент шума параметрических уси- лителей на полупроводниковых диодах и методы его рационального уменьшения», Сб. статей «Полупроводниковые приборы и их приме- нение», вып. 6, I960. 10. Aitchison С. S., A Simple Diode Parametric Amplifier Design, IRE Trans., v. MTT-15, № 1, 1967. H. Xo тунце в Ю. Л., Параметрическое усиление, изд-во «Зна- ние», 1965. 12.Алфеев В. Н., Радиотехника низких температур, изд-во «Советское радио», il966. 13. Garbrecht Kurt, Noise Limitation in Helium-Cooled Pa- rametric Amplifiers, Radio and Electron. Engr, 1966, 31, № 4. 14. Блекуэлл Л. А., Коцебу К. Л., Параметрические усили- тели на полупроводниковых диодах, изд-во «Мир», 1964. '15. Перцов С. В., «Некоторые особенности прохождения ра- диосигналов через одноконтурные параметрические системы на полу- проводниковых диодах». Сб. статей «Полупроводниковые приборы и их применение», вып. 7, 1961. 16. Electronic Design, v. 13, № 20, September 27, 1965, р. 22, 72. 17. R u t u 1 i s U., Parametric Amplifier Reduces Receiver Noise to Increase Range of Navy L-band Rador Sets, Electronics and Com- munications, March 1967. '18. Николае в А. Г., Перцов С. В., Радиотеплолокация, изд-во «Советское радио», 1964. 19. ^-Ггц параметрический усилитель с криогенным охлаждением, использующий гибридные интегральные схемы. Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ТИИЭР) (рус- ский перевод), т. 54, № 11, 1966. '20. С a r a s s a F., Amplificateur a faible bruit de la station an sol de fucino, L'Onde Electrique, № 479, Fevrier 1967. •21. Связь на сверхвысоких частотах, Пер. с англ. под ред. В. В. Маркова, изд-во «Связь», 1967. 22. ATL Parametric Amplifiers on the Apollo Instrumentation Ships, Microwave J., v. 10, № 5, 1967. 23.Уэнохара, Эдвард, Параметрические усилители для высокочувствительных 'приемников, Зарубежная радиоэлектроника, № 4, 1965. 24. W е g 1 е i n R. D., A Low-Noise X-Band Parametric Amplifier Using a Silicon Mesa Diode, IRE Transactions, v. MTT-9, January 1961, № 1. 25. Малошумящий невырожденный параметрический усилитель /<и-диапазона, ТИИЭР (русский перевод), т. 52, № 2, 1964. 26. Б е р л и н А. С., В и з е л ь А. А. и др., Параметрическое уси- ление в диапазоне волн 8 мм, Радиотехника и электроника, 1965, т. X, №. 10. 27. Electronics, March 20, 1967. 289 28. X а р К с в и ч А. А., Основы радиотехники, Гос. изд-во лиг-р!. Во вопросам связи ц радио. 1962. 29. Вы ставки н А. Н., Ми гули н В. В., Приемники милл; метровых и субмиллиметровых волн. Радиотехника и электроника, 19Ь7, т. XII, вып. 11. К главе 9 1. Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых при- боров, изд-во «Советское радио», 1963. 2. Ч ж о у В. Ф., Принципы построения схем на туннельных диодах, пер. с англ., изд-во «Мир», 1966. 3. Куликовский А. А., Радиоприемные устройства, изд-по «Энергия», 1966. 4. Туннельные диоды и их применение в схемах переключения и в других устройствах СВЧ диапазона, пер. с англ. иод ред. А. Л. Визеля, изд-во «Советское радио», 1965. 5. Белова П. А., Бонч-Бруевич В. Л. и др. Туннельные диоды, изд-во «Наука», 1966. 6. С о 1 i n J. M., Lcs Recepteurs a Diodes Tunnel aux Hyperfre- quences, L'Onde Electrique, № 454, Janvier 1965. 7. Barbara A., M i 11 er A., A Design Technique for Realizing a Microwave Tunnel-Diode Amplifier in Stripline, IRE Trans, v. MTT-15, № 10, 1967. 8. McPhun M. К., U.H.F. Tunel-Diode Amplifier, Proc. IEE, v. 114, № 4, 1967. 9. Beneking H. und Henke H., X-Band-Hochleiterverstar- ker mit Tunneldioden, NTZ, Heft 9, 1&67. 10. Herman С. Okean, Microwave Amplifiers Employing Integ- rated Tunnel-Diode Devices, IEEE Trans., v. MTT-15, № 11, 19G7. 11. Ч ж о у В. Ф., Принципы построения схем на туннельных диодах, пер. с англ., изд-во «Мир», 1966. 12. U.S. Government Research and Develompent Reports, 1965, v. 40, № 10, р. 50. 13. Electronic Weekley, 1964, 1/VII, p. 6. 14. Electronics, 1964, X, v. 37, № 27. 15. Havens C., An X-Band Strip Transmission Line Tunnel Dio- de Amplifier, The Microwave J., May 1966. 16. Фистуль В. И., Шварц Н. 3., Туннельные диоды, Успехи физических наук, т. XXVII, вып. 1, май 19&2. 17. Радиотехнические схемы на транзисторах и туннельных дио- дах, Теория и расчет, под ред. Валитова Р. А., изд-во «Связь», 1966. К заключению 1. Israelsen В. Р., Niclas К. В., State-of the Art Advances in Ultra Low-Noise TWT's and their Application, Wescon-66, Tecli. Papers, Part 1, 1&66, p. '19/1(1—7). 2. С и г м е н А., «Мазеры», изд-во «Мир», 1966. 3. К у л и ко в с ки и А. А., Линейные каскады радиоприемни- ков, Госэнергоиздат, 1958. 4. Сканирующие антенные системы СВЧ, пер. с англ. под ред. Г. Т. Маркова и А. Ф. Чаплина, изд-во «Советское радио», 1966. 5. Microwaves, 1966, III, стр. 18—27. 290 S Cryogenic to Ambient Temperatii- U'ltra-Low Noise Applications, Proc. ДЦВ- 6. H с i n г W. W., 0 k w i t ;e Operation of Circulators for IEEE, v. 53, № 4, 1965. 7 J e 11 e v J V., Microvawe J., 1962, v. 5, № 2. Я.Иошида, Курихара Полосковь^ ^"РКУ^тор гиапазона. работающий при 4,2-К, ТИПЭг-, ^ ..., •*°„ .,,-,-„ q И С Орешков, О выборе минимально!! шумовои темпера гурь9 усилите^ высокой частоты в приемниках СВЧ, Радиотехника, 1966, т. 21, № 1, ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие .............. 3 Глава первая. Общие сведения об усилителях радиоча- стоты ............... 5 1-1. Назначение усилителей и требования, предъявляемые к ним .............. 5 '1-2. Основные характеристики усилителей ..... 9 Глава вторая. Эквивалентные схемы усилительных при- боров с зависимым генератором тока и их параметры . . 16 2-1. Усилительные приборы с зависимым генератором тока 16 2-2. Параметры четырехполюсника ....... 16 2-3. Коэффициент усиления, входная и выходная прово- димости каскада, выраженные через У-параметры . . 19 2-4. Эквивалентные схемы и У-параметры лампы ... 21 2-5. Коэффициент усиления, входная и выходная прово- димости каскада с общим катодом ..... 23 2-6. Коэффициент усиления, входная и выходная проводи- мости каскада с общей сеткой ....... 29 2-7. Шумы ламп ............ 30 2-8. Эквивалентная схема и У-параметры транзистора . . 33 2-9. Расчет параметров транзисторов ...... 39 2-10. Шумы транзисторов .......... 42 2-11. Зависимость параметров и характеристик транзистора от температуры ........... 47 2-12. Коэффициент усиления, входная и выходная проводи- мости транзисторного каскада с общим эмиттером . . 51 2-13. Коэффициент усиления, входная и выходная проводи- мости транзисторного каскада с общей базой ... 52 2-14. Работа усилительных приборов при облучении . . 53 Глава третья. Ламповые усилители ...... 54 3-1. Особенности ламповых усилителей ..... 54 3-2. Каскад с непосредственным включением контура . . 55 3-3. Каскад с трансформаторным включением контура . . 69 3-4. Каскад с автотрансформаторным включением контура 64 3-5. Каскад с двойным автотрансформаторным включением контура ............. 66 3-6. Частотная характеристика, полоса пропускания и избирательность каскада ........ 74 3-7. Апериодический каскад ......... 75 292 3-8. Самовозбуждение и устойчивость усилителя с общим катодом .......•••••• ' 3-9. Каскад с общей сеткой ..•••••-„• °4 3-10. Самовозбуждение и устойчивость усилителя с общей сеткой ......••••••• °" 3-11. Каскад с общей промежуточной точкой .... аа 3-12. Каскодная схема ......••• 9Ь 3-13. Каскад с длинной линией ........ 9" 3-14. Входные цепи ......••••• lw 3-15. Коэффициент шума каскада с входной цепью • • • ш0 3-16. Коэффициент шума приемника ...... Ой 3-17. Определение полосы пропускания каскада . . . Юо Глава четвертая. Транзисторные усилители . . . . 111 4-1. Особенности транзисторных усилителей . . . . 111 4-2. Каскад с автотрансформаторным включением контура и трансформаторной связью со следующим каскадом 112 4-3. Апериодический каскад . . . . . . . . • 116 4-4. Самовозбуждение и устойчивость усилителя с общим эмиттером ............ 117 4-5. Схема питания и стабилизации рабочей точки тран- зистора ............. 121 4-6. Нейтрализация внутренней обратной связи . . . 1^3 4-7. Каскодная схема ........•• 126 4-8. Входные цепи ........... 128 4-9. Коэффициент шума приемника ...... 130 Глава пятая. Искажения в ламговых и транзисторных усилителях ..........••• 134 5-1. Виды искажений .......,.• 134 5-2. Нелинейные искажения огибающей ..... 134 5-3. Перекрестная модуляция ........ 136 5-4. Переходные искажения ......... 137 5-5. Искажения при неточной настройке усилителя . . 142 Глава шестая. Усилители на ЛБВ ...... 144 6-1. Общие сведения .......... 144 6-2. Устройство и принцип действия ...... 145 6-3. Основные характеристики ........ 149 6-4. Входная и выходная проводимости и условия согла- сования .........•••• 156 6-5. Фокусирующие системы ........ 157 6-6. Методы улучшения шумовых характеристик . . . 160 6-7. Некоторые эксплуатационные особенности и приме- нение ЛБВ ............ 1S5 Глава седьмая. Квантовые парамагнитные усилители . 174 7-1. Общие сведения ........... 174 7-2. Принцип действия .......... 175 7-3. Типы и конструкция .......... 178 7-4. Основные характеристики ........ 185 7-5. Методы расширения полосы пропускания . . . . 191 293 7-6. Некоторые вспомогательные устройства . . . . 193 7-7. Применение ............ 197 Глава восьмая. Параметрические усилители .... 203 8-1 Общие сведения ........... 203 8-2. Принцип работы .......... 205 8-3. Энергетические соотношелия в цепях с переменными параметрами. Основные типы усилителей .... 207 8-4. Диоды, применяемые в 'параметрических усилителях 218 8-5. Основные характеристики ........ 222 8-6. Применение ............ 231 Глава девятая. Усилители на туннельных диодах . . 242 9-1. Общие сведения .......... 242 9-2. Принцип работы .......... 243 9-3. Эквивалентная схема и основные параметры туннель- ных диодов ............ 245 9-4. Эквивалентная схема и основные характеристики уси- лителей ............. 250 9-5. Применение ............ 264 Заключение .............. 270 Литература .............. 285 В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ЭНЕРГИЯ» ИМЕЮТСЯ В ПРОДАЖЕ СЛЕДУЮЩИЕ КНИГИ: 1. А л е к с а н д р о в а А. Т., Бродский С. И. и др.. Обору- дование для обработки тугоплавких металлов в электровакуумном производстве, 1953, 44 к. 2. Альбац М. Е., Справэчнпк по расчету фильтров и линий задержки, 1963, 63 к. 3.Богородицкий Н. Н., Фридберг И. Д., Электрофи- зические основы высокочастотной керамики, 1958, 75 к. 4. .К а п л а н о в М. Р., Левин В. А., Автоматическая под- стройка частоты, 1962, 1 р. 77 к. 5. С а м о х в а л о в М. М., Германиевые сплавные диффузион- ные триоды, 1962, 36 к. Заказы направлять по адресу: Москва, Ж-114, Шлюзовая наб., 10, издательство «Энергия». Высылка производится наложенным платежом. Перчов Сергей Викторович и Щуцкой Константин Александрович Усилители радиочастоты Редактор А. И. Кузьминов Технический редактор Г. Г. Абрамова Сдано в набор 3/III 1969 г. Подписано к печати 3/Х 1969 г. Т-11557 Формат 84X1081/з!l Бумага типограф. № 1 Усл. печ. л. )5,54 Уч.-изд. л. 15,49 Тираж 15000 экз. Цена 82 коп. Зак. 2133 Издательство „Энергия". Москва, Ж-114, Шлюзовая наб., 10. Московская типография № 10 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Шлюзовая наб., 10.