Усилительное устройство свч

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления и снижение коэффициента шума. Усилительное устройство СВЧ содержит коммутируемый фильтр 1, переключатели 2 - 5, блок 6 задержки, усилители 7 и 8, выходной фильтр 9 и формирователь 10 тактовых импульсов. Для увеличения коэффициента усиления осуществляется повышение числа циркуляций сигнала. При этом циркуляция сигнала происходит через усилитель 8, динамический диапазон которого выбран более высоким в сравнении с усилителем 7, а время задержки выбрано примерно равным времени задержки в усилителе 7. Переключение усилителей 7 и 8 позволяет провести дополнительные циркуляции, не опасаясь перегрузки каскада средней мощности, и реализовать усиление 10 9 раз. Кроме того, за счет накопления сигнала в коммутируемом фильтре 1 используется вся энергия входного сигнала, что снижает коэффициент шума. 2 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (S>)S Н 03 Р 3/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ll с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4629776/24-09 (22) 02.01.89 (46) 30.08.90. Ьюп. h"- 32 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Г. Выборный, Ю.С. Данич, M,Ю. Ключарев, В.П. Лукьянец и P.Х. Мусин (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент Франции N- 1388975, кл . Н 03 К, 1965. (54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СВЧ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления и снижение коэффициента шума. Усилительное устр-во

СВЧ содержит коммутируемый фильтр 1, переключатели 2-5, блок 6 задержки, „.зо„„ Баево А > усилители 7 и 8, выходной фильтр 9 и формирователь 10 тактовых импульсов. Для увеличения коэффициента усиления осуществляется повышение. числа циркуляций сигнала. При этом циркуляция сигнала происходит через усилитель 8, динамический диапазон которого выбран более высоким в cpasaeнии с усилителем 7, а время задержки выбрано примерно равным времени задержки в усилителе 7. Переключение усилителей 7 и 8 позволяет провести . дополнительные циркуляции, не опасаясь перегрузки каскада средней мощности, и реализовать усиление 10 раз ° Кроме того, за счет накопления сигнала в, коммутируемом фильтре 1 используется вся энергия входного сигнала,что сни-жает коэффициент шума. 2 кл.

С:

1589380

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в усилительной, радиоприемной и измерительной технике.

Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления и снижение коэффициента шума.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилительного уст-10 ройства СВЧ; на фиг. 2 - эпюры, пояс1яющие работу переключателей и комМутируемого фильтра.

Усилительное устройство СВЧ содержит коммутируемый фильтр 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 переключатели блок 6 задержки, первый 7 и второй 8 усилители, выходной фильтр

9, формирователь 10 тактовых импульсов, выполненный íà RS-триггерах 11" 20

15, генератбре 16 тактовых импульсов, блоке 17 начальной установки, счет Kàõ 18 и 19 делителях,, блоках 20—

22 сдвига на 1 такт.

Усилительное устройство СВЧ работает следующим образом.

Входной сигнал СВЧ поступает на

Коммутируемый фильтр 1, накапливается в нем в течение периода выборки Т, а за время выборки ь происходит читывание накопленного сигнала из коммутируемого фильтра 1, затем вхоцНой сигнал снова накапливается в течение времени Т и т.д. Процессы накопления и считывания сигнала особен35

8о наглядны при выполнении коммутируемого фильтра 1 на кольцевом резонаторе бегущей волны, общая задержка по

Кольцу в котором равна

Далее сигнал с выхода коммутируе- 4 мого фильтра 1 в течение времени с 0 — 7 через первый усилитель 7 поступает в блок 6 задержки, при этом

;выход первого переключателя 2 соедиНен с вторым его входом, а у всех ос- yg

« альньгс переключателей выходы соединены с их первыми входами (на фиг, 1 первый и второй выходы переключателей обозначены цифрами "i" и "2" соответl" ственно) . В конце интервала t=O- ь выход и вход "1" первого переключателя 2 соединяются по команде из формирователя 10 и выборка сигнала длительностью 7 начинает циркулировать по замкнутому кольцу, состоящему из первого усилителя 7 и блока задержки

6, причем общую реальную задержку всех переключателей, первого усилите ля 7 и блока задержки 6 выбираем равной

При этом второй усилитель 8 выбран с большим динамическим диапазонам по сравнению с первым усилителем 7, например, если первый усилитель 7 выполнен на малошумящем транзиеторе, то второй усилитель 8 выполнен на транзисторе средней или большой мощности.

Через и циркуляций уровень сиг1 и нала возрастает в К раз, где К 1

9 коэффициент усиления по мощности первого усилителя. Число циркуляций и для малошумящего первого усилителя 7 ограничено прежде всего его собственными шумами. Действительно, пусть, например, усилитель настроен на

= 0,5 ГТц, спектр входного сигнала имеет ширину 10 МГц, К,, = 10, а коэффициент шума первого усилительного каскада Кш = 2, и этом случае период выборки ограничен и не должен превы1 шать Т 4 — - = 100 нс. Выберем м =

10 7

10 нс, тогда возможное число циркуl ляций равно n = Т/7= 10 и усиление могло бы нарасти до 10 6 (100 дБ) ° Однако этого достичь не удается, так как при c = 10 нс полоса пропускания пери вого усилителя 7 и всех переключателей должна быть не менее П=(100

200) ИГц и уровень шума на входе первого усилителя 7 равен Р =КТ П-К,„; шва

Рш 8,= А 10 - 200 10 ° 2= 1,6 10 Вт.

Через п = 6 циркуляций уровень шума на входе достигает Р „=1,6-10 - „

ИО = 1,6 10 Вт, что уже сравнимо с уровнями сигналов, при которых перегружаются малошумящие транзисторные усилители СВЧ. Таким образом, в данном случае число циркуляций и, 65-6.

Для повышения усиления число циркуляций сигнала увеличиваем путем перехода на второй усилитель 8, для чего выходы третьего и четвертого переключателей 4 и 5 соединяются по команде через время и, С из формирователя 10 с их вторыми входами и циркуляция сигнала теперь гроисходит через второй усилитель 8, динамический диапазон которого выбран более высоким в сравнении с первым усилителем 7 (для примера усилитель на транзисторе средней мощности типа КТ 640 А допускают без перегрузки входную мощность около

i-5 мВт)„a время задержки выбрано примерно равным времени задержки в первом усилителе 7 (это упрощает по1589380 строение формирователя тактовых импульсов). Для приведенного примера такое переключение усилителей позволяет провести дополнительно и 3-4

2 5 циркуляций, не опасаясь перегрузки каскада средней мощности и реализовать усиление 10 з раз.

В конце интервала времени (п +и— т . n

1 ф

-1) L, =Т- по команде из формировате"10 ля 10 второй вход второго переключатепя 3 соединяется с его выходом и усиленная выборка сигнала длительностью поступает на выходной фильтр 9, полоса пропускания которого не меньше ширины спектра входного сигнала, и проходит на выход.

Через время (и +n ) -Т все пере1 ключатели переводятся по командам из формирователя 10 в исходное состоя- 20 ние и весь цикл усиления с периодом

Т повторяется.

Работа переключателей иллюстрируется фиг. 2, где на фиг. 2а, -, — д not казаны управляющие напряжения, посту- 2S панщие с первого, второго, третьего, четвертого и пятого выходов формиро- вателя 10. ФормирователЬ имеет достаточно простую логику работы и содержит известные функциональные цифровые 30 элементы (счетчики-делители, триггеры и т.п.), соединенные по известным правилам, например, как показано на фиг. 1.

Таким образом, принципиальная воз- можность реализации Т/ 72 дает увеличение К р в сравнении с прототипом, а за счет накопления сигнала в коммутируемом фильтре используется .вся энергия входного сигнала, что снижает коэффициент шума.

Формула изобр ет ения

Усилительное устройство СВЧ, содержащее первый усилитель, первый и второй переключатели, между первыми входами которых включен блок задержки» формирователь тактовых импульсов, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго переключателей соответственно, второй вход второго переключателя соединен с входом выходного фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и снижения юоэффициента шума, введены третий и четвертый переключатели, коммутируемый фильтр, вход которого является входом усилительного устройства СВЧ, а выход подключен к второму входу первого переключателя, первый усилитель включен между вторыми входами третьего и четвертого переключателей, между первыми входами которых введен второй усилитель, динамический диапазон которого больше динамического диапазона первого усилите ля, при этом управляющие входы коммутируемого фильтра, третьего и четвер того переключателей соединены с третьим, четвертым и пятым выходами формирователя тактовых импульсов соответственно.

1589380

Заказ 2547

Тираж 670

Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 КИТ С СР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гэ арина, 101

Редактор Л. Пчолинская

Составитель Н. Дубровская

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Кучерявая