Любое резистивное сопротивление R (например, внутреннее сопротивление источника сигнала R_>г) создает в полосе частот Δf тепловой шум, среднеквадратичная ЭДС которого определяется формулой Найквиста:

Ē²_>ш = 4kTRΔf.

Где k — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура сопротивления.

Мерой оценки шумовых свойств УУ является коэффициент шума F, равный отношению мощностей сигнала и шума на входе УУ к отношению мощностей сигнала и шума на выходе УУ:

F = (P_>с/P_>ш)_>вх/(P_>с/P_>Σш)_>вых

F,dB = 10lgF

В диапазоне СВЧ находит применение оценка шумовых свойств УУ посредством определения шумовой температуры системы T_>с:

T_>с = T_>0(F – 1),

где T_>0 — стандартная шумовая температура, T_>0 = 290°K (рекомендация МЭК).

Для многокаскадных УУ (каскады включены последовательно):

F_>Σ = F_>1 + (F_>2–1)/K_>p>1 + (F_>3–1)/K_>p>1K_>p>2 + … 

T_>с>Σ = T_>с>1 + (T_>с2–1)/K_>p>1 + (T_>с3–1)/K_>p>1K_>p>2 + …

где K_>p>1, K_>p>2 и т.д. — номинальные коэффициенты усиления по мощности каскадов усилителя.

◆ Амплитудная характеристика и динамический диапазон УУ.

Амплитудная характеристика усилителя представлена на рис. 2.6.

Рисунок 2.6. АХ УУ

Динамическим диапазоном входного сигнала усилителя D_>вх называют отношение U_>вх>.max (при заданном уровне нелинейных искажений) к U_>вх>.min (при заданном отношении сигнал/шум на входе):

D_>вх = U_>вх>.max/U_>вх>.min

D_>вх,dB = 20lgD_>вх

В зависимости от назначения УУ возможна оценка динамического диапазона по выходному сигналу, гармоническим и комбинационным составляющим и др.

Некоторые УУ (УПТ, ОУ и т.д.) могут характеризоваться другими специфическими показателями, которые будут рассмотрены по мере необходимости.

Большинство соотношений, приведенных в данном пособии, получено на основе обобщенного метода узловых потенциалов (ОМУП) [3]. При использовании ОМУП схема в целом заменяется матрицей эквивалентных проводимостей, отображающей как конфигурацию, так и свойства некоторой линейной схемы, аппроксимирующей реальную схему. Матрица проводимостей составляется на основе формальных правил [3]. При этом усилительные элементы представляются в виде четырехполюсников (подсхем), описываемых эквивалентными Y-параметрами. Выбор Y-параметров активных элементов в качестве основных обусловлен их хорошей стыковкой с выбранным методом анализа. При наличии других параметров активных элементов, возможен их пересчет в Y-параметры [3].

При использовании ОМУП анализ состоит в следующем:

◆ составляют определенную матрицу проводимостей схемы [3];

◆ вычисляют определитель Δ и соответствующие алгебраические дополнения Δ_>ij;

◆ определяют (при необходимости) эквивалентные четырехполюсные Y-параметры схемы;

◆ определяют вторичные параметры усилительного каскада.

Так как обычно УУ имеют общий узел между входом и выходом, то, согласно [3], их первичные и вторичные параметры определяются следующим образом:

Y_>ij = Δ_>ij / Δ_>ii,jj,

Z_>ij = Δ_>ij / Δ,

K_>ij = Δ_>ij / Δ_>ii.

где i, j — номера узлов, между которыми определяются параметры; Δ_>ii,jj  — двойное алгебраическое дополнение.

По практическим выражениям, получаемым путем упрощения вышеприведенных выражений, вычисляют необходимые параметры усилительного каскада, например: