Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) ( 44 ) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (44)

в настоящее время предпочтение отдают сантиметровому и дециметровому диапазонам волн.

Несмотря иа множество возможных энергетических уровней молекул, используются обычно только три уровня. Их называют нижний, средний и верхний. Энергию этих молекул обозначим соответственно Wn, Wc и Wb.

Если генератор накачки молекулярного усилителя выключен, то большинство молекул рабочего кристалла находится на нижнем энергетическом уровне и меньше всего молекул имеется на верхнем уровне. Обьясняется это тем, что в естественных условиях любая физическая система стремится к состоянию наименьшей внутренней энергии. Кристалл с минимальным энергетическим уровнем способен только поглощать энергию электромагнитных волн. При воздействии на кристалл электромагнитной волны генератора накачки (определенной частоты и мощности) его многие молекулы переходят с нижнею энергетического уровня на верхний. В этих условиях наименьшее число молекул оказывается на среднем уровне. Такое состояние кристалла называется возбужденным. По условию Бора перевод кристалла в возбужденное состояние такого рода возможен то.тько под воздействием электромагнитной волны, имеющей частоту

где We- W„ - разность энергий молекулы между ее дву-

мя энергетическими уровнями; h=6,6 10- эрг сек-постоянная Планка.

Поэтому в молекулярном усилителе генератор накачки должен генерировать колебания именно такой частоты.

Если сквозь возбужденный кристалл проходит электромагнитная волна усиливаемого сигнала, имеющая частоту

f Wb-Wc

Ус- ft

TO она вызывает (стимулирует) переход молекул с верхнего уровня на средний. В процессе этого перехода возбужденные молекулы излучают электромагнитные колебания, синфазные с колебаниями сигнала. Поэтому они отдают свою энергию электромагнитному полю полезного сигнала и его напряженность возрастает.

В реальных условиях работы молекулярного усилителя оба эти процесса происходят одновременно.

Совершенно очевидно, что усиление полезного сигнала происходит только за счет избыточного количества молекул верхнего энергетического уровня над средним. Поэтому очень желательно, чтобы в невозбуждениом кристалле подавляющее большинство молекул находилось на нижнем энергетическом уровне. С целью получения этого необходимого условия приходится прибегать к очень сильному охлаждению рабочего кристалла. Обычно он



имеет температуру Г=3ч-4°К. Для этого объемный резонатор с рабочим кристаллом помещают в сосуд с жидким гелием.

Поскольку молекулярные усилители работают при температуре, очень близкой к абсолютному нулю, то их тепловые шумы ничтожно малы. Можно считать, что их практически нет. Коэффициент шума таких усилителей Km-1,005.

Ничтожно малые шумы молекулярных усилителей позволяют повысить чувствительность радиоприемных устройств в сотни раз. Но для реализации этой возможности необходимо между молекулярным усилителем и следующи.м каскадом приемника иметь ферритовый циркулятор. Объясняется это тем, .что у молекулярного усилителя вход и выход обратимы. Поэтому без циркулятора шумы приемника попадут в молекулярный усилитель (через его выход) и после усиления снова будут направлены в приемник.

Коэффициент усиления современных молекулярных усилителей по мощности бывает порядка 20-40 дб при полосе пропускания от десятков килогерц до единиц мегагерц.

Относительно малая полоса пропускания молекулярных усилителей (сотые и даже тысячные доли процента от несущей частоты сигнала) является их существенным недостатком. К тому же нет особых перспектив ее значительного расширения. В предельном случае она может быть расширена до 30-50 Мгц. Другим серьезным недостатком молекулярных усилителей является то, что они не могут усиливать больших входных сигналов. Максимально допустимая мощность сигнала на входе современных молекулярных усилителей не должна превышать 10" вт. При большей мощности входных сигналов усилитель перегружается (насыщается) и длительное время приемник имеет резко пониженную чувствительность.

§ 10. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАИНЫХ КОЛЕБАНИИ

I. Назначение детектора

Детектор приемника предназначен для выделения полезной информации из принятых модулированных колебаний высокой частоты. Следовате.пьно, в детекторе происходит процесс, обратный процессу модуляции. Он называется детектированием.

В приемниках прямого усиления детектор ставится поспе усилителя напряжения высокой частоты, в супергетеродинных приемниках- после усилителя напряжения шромежуточной частоты. Такой детектор можно назвать сигнальным, поскольку он осуществляет процесс преобразования модулированного напряжения высокой или промежуточной частоты в напряжение того полезногс сигнала, для приема которого и предназначается радиоприемное устройство.

Поскольку модуляция может быть амплитудной или частотной, то и детекторы бывают амплитудные и частотные.



Амплитудные детекторы применяются для детектирования немодулированных или амплитудно-модулированных колебаний. Такие колебания могут быть непрерывными или импульсными.

Частотные детекторы применяются для детектирования частотно-модулированных колебаний. Они представляют собой совокупность преобразователя модуляции с амплитудным детектором.

Амплитудный детектор бывает необходим и для других целей. Без амплитудного детектирования невозможно осуществить процесс преобразования частоты, а он соверщенно необходим в супергетеродинном радиоприемнике. Амплитудные детекторы применяются также в системах автоматической подстройки частоты гетеродина приемника и в системах автоматической регулировки усиления.

Во всех случаях процесс детектирования основан на использовании нелинейных свойств какого-либо электронного прибора. Ламповые детекторы бывают диодные, сеточные и анодные. Полупроводниковые детекторы бывают диодные и транзисторные.

О свойствах детектора судят по его параметрам. Основными параметрами детектора являются коэффициент передачи напряжения Кл и входное сопротивление Rbx- Чем они больше, тем лучше детектор.

2. Диодный детектор на вакуумном диоде

Основные схемы диодных детекторов

В радиоприемщых устройствах применяются две основные схемы диодного детектора: схема с последовательным включением


Рис. 2.147. Основные схемы диодных детекторов: а - диодный детектор с последовательным включением сопротивления нагрузки; 6 - диодный детектор с параллельным включением сопротивления нагрузки

сопротивления нагрузки (ipnc. 2.147, а) и схема с параллельным включением сопротивления нагрузки (рис. 2.147,6).

Первая схема применяется в качестве основного (сигнального) детектора приемника, а вторая - в качестве детектора системы



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) ( 44 ) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86)