Падение напряжения на диоде измеряют ламповым вольтметром, градуированным в единицах сопротивления.
Шумовое отношение детекторных диодов. Шумовое отношение t измеряют без подачи на детекторный диод СВЧ мощности на приборе, представляющем собой малошумящий усилитель с большим коэффициентом усиления и заданной полосой пропускания (обычно от 50 кГц до 1,5 МГц).
Среднеквадратичное значение напряжения шумов на выходных полюсах детектора после усиления и детектирования регистрируется выходным прибором, который отградуирован с помощью безындукционных резисторов в единицах эквивалентного шумового сопротивления Rш:
(21)
Шумовое отношение рассчитывается по формуле
(22)
Добротность. Добротность М детекторных диодов обычно не измеряют, а вычисляют по формуле
Значения эквивалентного шумового сопротивления видеоусилителя принимается равным RA=1000
Ом.
Коэффициент стоячей волны (КСВ) измеряют с помощью измерительной линии по обычной для измерений на СВЧ методике, но при ограниченной мощности в линии передачи (не более 10 мк
Вт), чтобы соблюдался режим малого сигнала.
В систему контролируемых электрических параметров смесительных диодов входят выпрямленный ток, потери преобразования, выходное сопротивление, шумовое отношение, нормированный коэффициент шума и КСВ.
Выпрямленный ток. Выпрямленный ток не входит в систему параметров, характеризующих преобразовательные свойства смесительных диодов. Тем не менее, его величина оговаривается техническими условиями на диоды и измеряется при их проверке. Обычно величиной выпрямленного тока, возникающего при воздействии на диод гетеродина, пользуются для приближенной установки уровня мощности гетеродина, с тем, чтобы избежать использования громоздких измерителей мощности. Измерение производится при определенном сопротивлении в цепи постоянного тока (50 или 100 Ом), примерно соответствующем сопротивлению применяемых миллиамперметров. При отличии сопротивления цепи постоянного тока приемника от этого стандартного значения выпрямленный при заданном уровне мощности гетеродина ток будет иметь иную величину, и режим работы диода изменится.
Потери преобразования. Потери преобразования L измеряют, как правило, модуляционным методом. При этом имитируют сигнал одной из боковых частот путем модуляции колебаний гетеродина. Модуляция осуществляется с помощью включенного в СВЧ линию передачи механического модулятора произвольной конструкции, причем коэффициент модуляции по напряжению СВЧ т не должен превышать 10% для обеспечения режима малого сигнала. Потери преобразования вычисляются по формуле
(23)
где Р — средняя мощность СВЧ колебаний;
Rн — сопротивление нагрузки в цепи промежуточной частоты (ПЧ), равное среднему выходному сопротивлению диода данного типа,
U — действующее значение напряжения частоты модуляции на сопротивлении нагрузки по промежуточной частоте, измеряемое ламповым вольтметром.
Сопротивление нагрузки по ПЧ приводится в технических условиях на диоды и обычно составляет 350 или 400 Ом. Частота модуляции обычно равна нескольким десяткам герц.
Выходное сопротивление Rвых измеряют по методике измерения сопротивления в рабочей точке детекторных диодов. Однако в данном случае при измерении подводят СВЧ мощность гетеродина, соответствующую рабочему режиму диода.
5. ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИОДОВ ОТ РЕЖИМА РАБОТЫ
Регламентируемые техническими условиями значения параметров диодов относятся к определенному режиму их работы. При работе в иных режимах параметры диодов могут изменять свои значения.
Кривые зависимости чувствительности по току свч и сопротивления в рабочей точке Rвых от тока смещения для детекторных диодов [5] изображены на рис. 9, а. На рис. 9, б показаны зависимости от тока смещения шумового отношения t и добротности М. Максимум добротности лежит при токе смещения 12 — 15 мк
А, однако сопротивление диода при этом велико (около 3 кОм). Дальнейшее увеличение смещения позволяет уменьшить выходное сопротивление диода, что приводит к улучшению воспроизведения диодом формы модулирующего импульса.
Рис. 9. Зависимость параметров детекторных диодов от токаположительного смещения
Применение смещения выгодно и в других отношениях. Поскольку выходное сопротивление диода уменьшается, относительная роль шунтирующей барьерной емкости снижается. Это уменьшает разброс величин полных сопротивлений диодов и облегчает широкополосное согласование диода. Такая величина сопротивления Rвых непосредственно способствует широкополосному согласованию благодаря уменьшению различия между импедансами передающей линии и диода. Кроме того, с ростом тока смещения уменьшается зависимость электрических параметров от температуры (рис. 10).
Рис. 10. Зависимость параметров детекторных диодов от температуры при различных токах положительного смещения:
а- зависимости чувствительности по току свч и сопротивления в рабочей точке Rвых ;
б — зависимости добротности М и шумового отношения t.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном реферате были рассмотрены и изучены принцип действия и характеристики детекторного диода СВЧ. Представлены конструкции диодов в патронном, коаксиальном и волновом корпусах, приведены параметры приборов на низких и сверхвысоких частотах. Рассмотрены режимы работы и основные параметры детекторных диодов:
чувствительность по току;
сопротивление в рабочей точке;
шумовое отношение;
добротность;
коэффициент стоячей волны.
Детекторные диоды находит широкое применение в приемной и измерительной радиоэлектронной аппаратуре всего сверхвысокочастотного диапазона. Это обусловлено преимуществами, которыми обладают данные приборы:
низкий уровень шума;
высокая воспроизводимость вольтамперной характеристики;
высокая надежность;
возможность применения пайки при монтаже диода;
идеальный преобразователь для супергетеродинных приемников СВЧ-диапазона, способных обеспечить чувствительность к полезному сигналу.
1. Григорьев А. Д. Твердотельные приборы сверхвысоких частот. Учебн. пособие. ЛЭТИ. -Л. 1979 г.
2. Ливенцева И. Ф., Хижа Г. С. Твердотельные приборы и устройства СВЧ. Учебн. пособие/ ГЭТУ.- С.-ПБ., 1992.-96 с.
3. Полупроводниковые приборы. Параметры, методы измерений. Под ред. Горюнова Н. Н. и Носова Ю. Р. Изд. «Советское радио», 1978 г., 304 с.
4. Электронные приборы сверхвысоких частот: Учеб. пособие / Ю. М. Рычков. — Гродно: ГрГУ, 2002. — 103 с.
5. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, диоды импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник / А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев, В. В. Мокряков и др.; Под ред.
А. В. Голомедова. — М.: Радио и связь, 1988.
— 592 с: ил.
(10.6)
о)
