Известно,
что при использовании "шумящих" транзисторов в узлах приемной
аппаратуры не удается получить высокую чувствительность, что, в свою
очередь, приводит к уменьшению динамического диапазона (ДД) снизу,
поскольку верхнее значение ДД определяется, в основном, схемными
решениями и режимом работы радиокомпонентов. Таким образом,
использование транзисторов с высоким коэффициентом шума снижает ДД
приемника (трансивера), а применение их в гетеродинах приводит и к
появлению шумовой модуляции в режиме приема.
Шумовая
модуляция — это увеличение общего шума приемника при воздействии
сильного внеполосного сигнала, что встречается в практике КВ-приема
довольно часто, В режиме передачи, благодаря значительным уровням
полезных сигналов, шумовые свойства транзисторов не будут так активно
влиять на работу конструкции, Однако шумы транзисторов могут проявлять
себя в микрофонном УНЧ. что ухудшает сигнал трансивера в режиме
передачи.
Обычно радиолюбители-конструкторы редко оценивают шумовые свойства
транзисторов из-за сложности имеющихся методов оценки. Быстрый и простой
способ предварительной отбраковки биполярных транзисторов, учитывающий
их "шумовые" качества, успешно используется автором на протяжении ряда
лет. Оценку "шумовых" качеств транзисторов предлагается осуществлять с
помощью двухкаскадного УНЧ. При этом рекомендуется измерять не
собственно шум, а оценивать косвенную реальную "шумовую пригодность"
транзисторов.
Конструкция испытательного УНЧ
Схема простого УНЧ приведена на рисунке.
УНЧ
выполнен на двух биполярных транзисторах с непосредственной связью.
Транзисторы VT1, VT2 включены по схемо с ОЭ. Конденсаторы С1, СЗ и С4
служат для устранения возможности паразитного самовозбуждения УНЧ из-за
его большого усиления (Кu=60 дБ) и использования в схеме
ВЧ-транзисторов.
Конденсатор
на входе усилителя в процессе отбраковки транзисторов по шумам не
используется.
Настройка УНЧ сводится к установке режимов работы обоих транзисторов по
постоянному току. С этой целью подбирают номинал резистора R4 путем
перемещения его движка до получения напряжения +4...8 В (оптимально +6
В) на коллекторе транзистора VT2 (при напряжении питания УНЧ +12 В).
Методика оценки шумовых качеств транзисторов
Тестируемый
и предварительно проверенный на общую работоспособность транзистор
впаиваем на место транзистора VT1 УНЧ. Затем подаем питание +12 В на
блок УНЧ и устанавливаем режимы работы транзисторов по постоянному току.
Вход УНЧ оставляем разомкнутым, а к выходу УНЧ подключаем
милливольтметр переменного тока. Уровень собственных шумов на выходе
УНЧ, который в основном зависит от "шумовых" свойств испытуемого
транзистора (VT1). должен быть не более 5 мВ.
Если
шум на выходе телефонного УНЧ будет более 5 мВ, такой транзистор
использовать в каком-либо блоке трансивера не рекомендуется.
По предлагаемой методике автором были протестированы многие типы широко используемых транзисторов.
В результате были выявлены следующие закономерности:
1.
Если какой-либо транзистор выпускается и в металлическом, и в
пластмассовом корпусе (например. КТ368, КТ3102 и др.), то малошумящим
будет транзистор только в металлическом корпусе. Транзисторы в
пластмассовых корпусах применять в трансиверах не следует (например,
транзистор КТ3102 в пластмассовом корпусе создает шум на выходе УНЧ до
20...50 милливольт. что недопустимо при создании высококачественной
аппаратуры). Как показал анализ результатов тестирования, очень
малошумящими являются транзисторы КТ301, КТ306, КТ312, КТ3102 в
металлическом корпусе (лучшие из них — первые два типа в позолоченных
корпусах выпуска до 1985 г.).
2.
Если транзистор выпускается исключительно в пластмассовом корпусе
(например, КТ315 и др.). такие транзисторы вполне можно использовать при
конструировании связной аппаратуры высокого класса, предварительно
протестировав их описанным выше способом. Обычно выполняют подобную
проверку всех транзисторов, входящих в состав блоков УРЧ, УПЧ, УНЧ и
гетеродинов трансивера. Если смесители трансивера выполнены на
транзисторах, подобная проверка для них также необходима.
Заметим,
что собственно напряжение шумов на выходе УНЧ зависит и от коэффициента
усиления транзистора VT1 (чем он больше, тем больше и напряжение шума
на выходе).
Исходя
из опыта конструирования приемо-передающей аппаратуры, можно сделать
вывод, что транзисторы со сверхвысоким коэффициентом усиления (КТ3102 и
др.) в ВЧ-каскадах трансиверов применять нежелательно.